不变模式(Immutable Pattern)顾名思义，它的状态在它的生命周期内是永恒、不会改变的。对于其中的不变类(Immutable Class)，它的实例可以在运行期间保持状态永远不会被改变，所以不需要采取共享互斥机制来保护,如果运用得当可以节省大量的时间成本。请注意上面这段话,不变模式其中的不变类,说明不变类只是不变模式中一个组成部分，不变类和与之相辅的可变类，以及它们之间的关系才共同构成不变模式!所以在涉及不变模式的时候一定要研究一个类是不变的还是可变的(Mutable)。

一.不变模式

一个字符串对象创建后它的值不能改变。

package com.bijian.study.string;

public class StringTest {

public static void main(String[] args) {

String str1="hello";//创建一个对象hello，不会变

System.out.println(str1);

str1+=" world!";//两个字符串对象粘粘，系统其实创建了一个新的对象，把str1的指向改了，指向新的对象；hello就变成了垃圾

System.out.println(str1);

//如果一直如上创建会影响系统的效率；要频繁的改变字符串对象的值就用StringBuffer来描述

StringBuffer sb=new StringBuffer("[");

sb.append("hehe");

sb.append("]");//append();不会制造垃圾，真正在改sb的值

System.out.println(sb);

}

}

二.对象池

首先要明白，Object obj = new Object();obj是对象的引用，它位于栈中， new Object() 才是对象，它位于堆中。可以这样理解obj是拴在氢气球上的绳子，new Object() 是氢气球，我们通过对象的引用访问对象，就像我们那着绳子氢气球才不会跑掉。

创建一个Stirng对象，主要就有以下两种方式：

String str1 = new String("abc");

Stirng str2 = "abc";

虽然两个语句都是返回一个String对象的引用，但是jvm对两者的处理方式是不一样的。对于第一种，jvm会马上在heap中创建一个String对象，然后将该对象的引用返回给用户。对于第二种，jvm首先会在内部维护的strings pool中通过String的 equels 方法查找是对象池中是否存放有该String对象，如果有，则返回已有的String对象给用户，而不会在heap中重新创建一个新的String对象；如果对象池中没有该String对象，jvm则在heap中创建新的String对象，将其引用返回给用户，同时将该引用添加至strings pool中。注意：使用第一种方法创建对象时，jvm是不会主动把该对象放到strings pool里面的，除非程序调用 String的intern方法。看下面的例子：

package com.bijian.study.string;

public class StringTest {

public static void main(String[] args) {

String str1 = new String("abc"); // jvm 在堆上创建一个String对象

// jvm 在strings pool中找不到值为"abc"的字符串，因此

// 在堆上创建一个String对象，并将该对象的引用加入至strings pool中

// 此时堆上有两个String对象

String str2 = "abc"; // 并没有创建对象，因为对象池里已经有"abc" 了

if (str1 == str2) {

System.out.println("str1 == str2");

} else {

System.out.println("str1 != str2");

}

// 打印结果是 str1 != str2,因为它们是堆上两个不同的对象

String str3 = "abc";

// 此时，jvm发现strings pool中已有"abc"对象了，因为"abc"equels"abc"

// 因此直接返回str2指向的对象给str3，也就是说str2和str3是指向同一个对象的引用

if (str2 == str3) {

System.out.println("str2 == str3");

} else {

System.out.println("str2 != str3");

}

}

}

三.String/StringBuffer/StringBuilder

String类是字符串常量，是不可更改的常量。

而StringBuffer是字符串变量，它的对象是可以扩充和修改的。

package com.bijian.study.string;

public class StringTest {

public static void main(String[] args) {

StringBuffer sb = new StringBuffer("[");// 创建StringBuffer对象

sb.append("hehe");// 把hehe加入字符串，变成 "[hehe"

sb.append("]");// append();不会制造垃圾，真正在改sb的值

System.out.println(sb);

String str = sb.toString();// 把"[hehe]"，赋值给一个字符串对象str

}

}

StringBuilder，一个可变的字符序列。此类提供一个与StringBuffer 兼容的API，但不保证同步。该类被设计用作StringBuffer的一个简易替换，用在字符串缓冲区被单个线程使用的时候(这种情况很普遍)。如果可能，建议优先采用该类，因为在大多数实现中，它比StringBuffer 要快。

package com.bijian.study.string;

public class StringTest {

public static void main(String[] args) {

StringBuilder sb=new StringBuilder("[");//创建StringBuilder对象

sb.append("hehe");//把hehe加入字符串，变成 "[hehe"

sb.append("]");//append();不会制造垃圾，真正在改sb的值；

System.out.println(sb);

String str = sb.toString();//把"[hehe]"，赋值给一个字符串对象str

}

}

四.String类中常用的方法

String 类包括的方法可用于检查序列的单个字符、比较字符串、搜索字符串、提取子字符串、创建字符串副本并将所有字符全部转换为大写或小写。不用去记，用到的时候查API，用的多了自然就熟悉了。

java.lang.String

char charAt (int index)

返回index所指定的字符

String concat(String str)

将两字符串连接

boolean endsWith(String str)

测试字符串是否以str结尾

boolean equals(Object obj)

比较两对象

char[] getBytes

将字符串转换成字符数组返回

char[] getBytes(String str)

将指定的字符串转成制服数组返回

boolean startsWith(String str)

测试字符串是否以str开始

int length()

返回字符串的长度

String replace(char old ,char new)

将old用new替代

char[] toCharArray

将字符串转换成字符数组

String toLowerCase()

将字符串内的字符改写成小写

String toUpperCase()

将字符串内的字符改写成大写

String valueOf(Boolean b)

将布尔方法b的内容用字符串表示

String valueOf(char ch)

将字符ch的内容用字符串表示

String valueOf(int index)

将数字index的内容用字符串表示

String valueOf(long l)

将长整数字l的内容用字符串表示

String substring(int1,int2)

取出字符串内第int1位置到int2的字符串

几个不太常用的方法实例：

package com.bijian.study.string;

import java.math.BigDecimal;

import java.util.Collections;

import java.util.Comparator;

import java.util.LinkedList;

import java.util.List;

public class StringTest {

public static void main(String[] args) {

// 判断字符串首或尾

String contentStr = "test String again. test ";

System.out.println(contentStr);

System.out.println("contentStr.startsWith(\"test\")\t" + contentStr.startsWith("test"));

System.out.println("contentStr.endsWith(\"test\")\t" + contentStr.endsWith("test"));

// 忽略大小写的字符串比较方法

System.out.println("contentStr.compareToIgnoreCase(contentStr.toUpperCase()))\t" + contentStr.compareToIgnoreCase(contentStr.toUpperCase()));

// 不区分大小写的字符串比较

Comparator cmprStr = String.CASE_INSENSITIVE_ORDER;

List lstStr = new LinkedList();

// 准备数据

lstStr.add("test");

lstStr.add("Test");

lstStr.add("tEst");

lstStr.add("rest");

lstStr.add("sest");

// 不区分大小写的排序。

Collections.sort(lstStr, cmprStr);

System.out.println(lstStr);

// 区分大小写的排序。

Collections.sort(lstStr);

System.out.println(lstStr);

System.out.println("\ntest String.valueOf()");

// 用 valueOf处理 null对象的字符串转换

try {

String ss = null;

System.out.println(ss);//输出null

System.out.println(String.valueOf(ss));//输出null

System.out.println(String.valueOf(null)); //抛空指针异常，这个有点特殊

} catch (RuntimeException e1) {

e1.printStackTrace();

}

BigDecimal db = null;

try {

System.out.println(((BigDecimal) db).toString());//抛空指针异常

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

try {

System.out.println(String.valueOf(db));//输出null

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

db = new BigDecimal("100.00");

try {

System.out.println(((BigDecimal) db).toString());//输出100.00

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

五.SCJP题目

对于Java程序设计员，Sun推出两项认证：Sun Certificated Java Programmer (SCJP)和Sun Certificated Java Developer(SCJD)

题一：

String a="Hello World!";

String b="Hello World!";

a=b?  a和b是否相等？ 为什么？

题二：

String a=new String("Hello World!");

String b="Hello World!";

a=b?  a和b是否相等 ？ 为什么？

解释：

1. 首先String不属于8种基本数据类型，String是一个对象

因为对象的默认值是null，所以String的默认值也是null；但它又是一种特殊的对象，有其它对象没有的一些特性。

2. new String()和new String(“”)都是申明一个新的空字符串，是空串不是null

3. String str="kvill";与String str=new String (“kvill”);的区别

在这里，我们不谈堆，也不谈栈，只先简单引入常量池这个简单的概念。常量池(constant pool)指的是在编译期被确定，并被保存在已编译的.class文件中的一些数据。它包括了关于类、方法、接口等中的常量，也包括字符串常量。

实例1：

package com.bijian.study;

public class StringTest {

public static void main(String[] args) {

String s0 = "kvill";

String s1 = "kvill";

String s2 = "kv" + "ill";

System.out.println(s0==s1);

System.out.println(s0==s2);

}

}

运行结果：

true

true

首先，我们要知道Java会确保一个字符串常量只有一个拷贝。  因为例子中的s0和s1中的"kvill"都是字符串常量，它们在编译期就被确定了，所以s0==s1为true；而"kv"和"ill"也都是字符串常量，当一个字符串由多个字符串常量连接而成时，它自己肯定也是字符串常量，所以s2也同样在编译期就被解析为一个字符串常量，所以s2也是常量池中"kvill"的一个引用，所以s0==s1==s2。

用new String() 创建的字符串不是常量，不能在编译期就确定，所以new String() 创建的字符串不放入常量池中，它们有自己的地址空间。

实例2：

package com.bijian.study;

public class StringTest {

public static void main(String[] args) {

String s0 = "kvill";

String s1 = new String("kvill");

String s2 = "kv" + new String("ill");

System.out.println(s0 == s1);

System.out.println(s0 == s2);

System.out.println(s1 == s2);

}

}

运行结果：

false

false

false

实例2中s0还是常量池中"kvill"的应用，s1因为无法在编译期确定，所以是运行时创建的新对象"kvill"的引用，s2因为有后半部分new String("ill")所以也无法在编译期确定，所以也是一个新创建对象"kvill"的应用；明白了这些也就知道为何得出此结果了。

4. String.intern()

再补充介绍一点：存在于.class文件中的常量池，在运行期被JVM装载，并且可以扩充。String的intern()方法就是扩充常量池的一个方法；当一个String实例str调用intern()方法时，Java查找常量池中是否有相同Unicode的字符串常量，如果有，则返回其的引用，如果没有，则在常量池中增加一个Unicode等于str的字符串并返回它的引用，如下实例所示：

实例3：

package com.bijian.study;

public class StringTest {

public static void main(String[] args) {

String s0 = "kvill";

String s1 = new String("kvill");

String s2 = new String("kvill");

System.out.println(s0 == s1);

System.out.println("**********");

s1.intern();

s2 = s2.intern(); //把常量池中"kvill"的引用赋给s2

System.out.println(s0 == s1);

System.out.println(s0 == s1.intern());

System.out.println(s0 == s2);

}

}

运行结果：

false

**********

false //虽然执行了s1.intern(),但它的返回值没有赋给s1

true //说明s1.intern()返回的是常量池中"kvill"的引用

true

最后再破除一个错误的理解：有人说，“使用String.intern()方法则可以将一个String类的保存到一个全局String表中，如果具有相同值的Unicode字符串已经在这个表中，那么该方法返回表中已有字符串的地址，如果在表中没有相同值的字符串，则将自己的地址注册到表中“如果我把他说的这个全局的String表理解为常量池的话，他的最后一句话，“如果在表中没有相同值的字符串，则将自己的地址注册到表中”是错的。

实例4：

package com.bijian.study;

public class StringTest {

public static void main(String[] args) {

String s1 = new String("kvill");

String s2 = s1.intern();

System.out.println(s1 == s1.intern());

System.out.println(s1 + " " + s2);

System.out.println(s2 == s1.intern());

}

}

运行结果：

false

kvill kvill

true

在这个类中我们没有声名一个"kvill"常量，所以s1.intern()同new String("kvill")是不同的，当我们调用s1.intern()后就在常量池中新添加了一个"kvill"常量，原来的不在常量池中的"kvill"仍然存在，也就不是“将自己的地址注册到常量池中”了。另外，s1==s1.intern()为false说明原来的“kvill”仍然存在；而s2现在为常量池中“kvill”的地址，所以有s2==s1.intern()为true。

5. 关于equals()和==

这个对于String简单来说就是比较两字符串的Unicode序列是否相当，如果相等返回true;而==是比较两字符串的地址是否相同，也就是是否是同一个字符串的引用。

6. 关于String是不可变的

只要知道String的实例一旦生成就不会再改变了，比如：

String str="kv"+"ill"+" "+"ans";

就是有4个字符串常量，首先"kv"和"ill"生成了"kvill"存在内存中，然后"kvill"又和" "生成"kvill "存在内存中，最后又和生成了"kvill ans"；并把这个字符串的地址赋给了str，就是因为String的“不可变”产生了很多临时变量，这也就是为什么建议用StringBuffer的原因了，因为StringBuffer是可改变的。