Java字符串优化处理
字符串是软件开发中最为重要的对象之一。而且它在内存中占据了很大的空间块。因此如何高效的处理字符串，必将是提高系统整体性能的关键。
字符串对象及其特点
String对象是Java语言中重要的数据类型，但它并不是Java的基本数据类型，在Java语言中，String对象可以认为是char数组的延伸和进一步封装。它主要有3部分组成：char数组，偏移量和string的长度。char数组表示String的内容，它是String对象所表示字符串的超集。String的真实内容还需要偏移量和长度在这个char数组表示Stirng内存，它是String对象所表示字符串的超集。String的真实内容还需要由偏移量和长度在这个char数组中进行定位和截取。
在Java语言中，Java的设计者对String对象进行了大量的优化，其主要表现在三个方面
1.不变性;
2.针对常量池的优化；
3.类的final定义
1.不变性
不变性是指String对象一旦生成，则不能再对它进行改变。String的这个特性可以泛化成不变模式，即一个对象的状态在对象被创建之后就不再发生变化。不变模式的主要作用在于当一个对象需要被多线程共享，并且访问频繁时，可以省略同步和锁的等待时间，从而大幅提高系统性能。不变模式使一个可以提高多线程程序的性能，降低多线程程序复杂度的设计模式；
2.针对常量池的优化
针对常量池的优化是指：当两个String对象拥有相同的值时，它们只引用常量池中的同一个拷贝。当同一个字符串反复出现时，这个技术可以大幅度节省内存空间。
String str1="123";
String str2="123";
String str3=new String("123");
System.out.println(str1==str2); //true
System.out.println(str1==str3); //false
System.out.println(str2==str3.intern()); //truestr1和str2引用了相同的地址，虽然str3开辟了一块新的内存地址，但是str3在常量池中的位置和str1是一样的。
3.类的final定义
final类型定义也是String对象的重要特点，作为final类的String对象在系统中不可能有任何子类，这是对系统安全性的保护。
subString()方法的内存泄漏
截取字符串是字符串操作中最常用的操作之一。在Java中，String提供了两个截取字符串的方法；注意是两个不是两种；
public String substring(int beginIndex) {
if (beginIndex < 0) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(beginIndex);
}
int subLen = value.length - beginIndex;
if (subLen < 0) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(subLen);
}
return (beginIndex == 0) ? this : new String(value, beginIndex, subLen);
} public String substring(int beginIndex, int endIndex) {
if (beginIndex < 0) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(beginIndex);
}
if (endIndex > value.length) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(endIndex);
}
int subLen = endIndex - beginIndex;
if (subLen < 0) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(subLen);
}
return ((beginIndex == 0) && (endIndex == value.length)) ? this
: new String(value, beginIndex, subLen);
}我们看在方法的最好，都返回了一个新建的String对象。查看该String的构造函数：
String(int offset, int count, char value[]) {
this.value = value;
this.offset = offset;
this.count = count;
}
当我们读完上述的代码，我们应该会豁然开朗，原来是这个样子啊！
当我们调用字符串a的substring得到字符串b，其实这个操作，无非就是调整了一下b的offset和count，用到的内容还是a之前的value字符数组，并没有重新创建新的专属于b的内容字符数组。
举个和上面重现代码相关的例子，比如我们有一个1G的字符串a，我们使用substring(0,2)得到了一个只有两个字符的字符串b，如果b的生命周期要长于a或者手动设置a为null，当垃圾回收进行后，a被回收掉，b没有回收掉，那么这1G的内存占用依旧存在，因为b持有这1G大小的字符数组的引用。
看到这里，大家应该可以明白上面的代码为什么出现内存溢出了。
共享内容字符数组
其实substring中生成的字符串与原字符串共享内容数组是一个很棒的设计，这样避免了每次进行substring重新进行字符数组复制。正如其文档说明的,共享内容字符数组为了就是速度。但是对于本例中的问题，共享内容字符数组显得有点蹩脚。
如何解决
对于之前比较不常见的1G字符串只截取2个字符的情况可以使用下面的代码，这样的话，就不会持有1G字符串的内容数组引用了。String littleString = new String(largeString.substring(0,2));Java 7 实现
在Java 7 中substring的实现抛弃了之前的内容字符数组共享的机制，对于子字符串（自身除外）采用了数组复制实现单个字符串持有自己的应该拥有的内容。
public String(char value[], int offset, int count) {
if (offset < 0) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset);
}
if (count < 0) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(count);
}
// Note: offset or count might be near -1>>>1.
if (offset > value.length - count) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset + count);
}
this.value = Arrays.copyOfRange(value, offset, offset+count);
}真的是内存泄露么
我们知道了substring某些情况下可能引起内存问题，但是这个叫做内存泄露么？
其实个人认为这个不应该算为内存泄露，使用substring生成的字符串b固然会持有原有字符串a的内容数组引用，但是当a和b都被回收之后，该字符数组的内容也是可以被垃圾回收掉的。
字符串分割和查找
效率更高的StringTokenizer类分割字符串
public StringTokenizer(String str, String delim, boolean returnDelims) {
currentPosition = 0;
newPosition = -1;
delimsChanged = false;
this.str = str;
maxPosition = str.length();
delimiters = delim;
retDelims = returnDelims;
setMaxDelimCodePoint();
}其中str参数是要分割处理的字符串，delim是分割符号。当一个StringTokenizer对象生成后。通过它的nextToken()方法便可以得到下一个分割的字符串。
更加优化的字符串分割方式
我们可以自己动手完成字符串分割的算法。为了完成这个算法，我们需要使用String的两个方法indexOf()和subString()。因为subString()是采用了时间换空间的技术，所以它的执行速度相对会很快，只要处理好内存溢出问题，可以大胆使用
public static List splits(String str, String sign) {
List list = new ArrayList<>();
String tmp = str;
while (true) {
String spl = null;
int j = tmp.indexOf(sign); // 找到分隔符的位置
if(j>0)
spl = tmp.substring(0, j);
tmp = tmp.substring(j + 1); // 剩下需要处理的字符串
if (j < 0) { // 没有分隔符存在
list.add(tmp);
break;
}
if(j>0){
list.add(spl);
}
}
return list;
}高效率的charAt()方法；
在上例中提到，indexOf()方法具有很高的效率，适合高频率地调用。和indexOf()方法相反，string对象还提供了一个charAt()方法，他返回给定字符串中位置再index的字符，它的功能和indexOf()正好相反，但是效率却很高；
String、StringBuffer、StringBuilder区别
StringBuffer、StringBuilder和String一样，也用来代表字符串。String类是不可变类，任何对String的改变都 会引发新的String对象的生成；StringBuffer则是可变类，任何对它所指代的字符串的改变都不会产生新的对象。既然可变和不可变都有了，为何还有一个StringBuilder呢？相信初期的你，在进行append时，一般都会选择StringBuffer吧！
先说一下集合的故事，HashTable是线程安全的，很多方法都是synchronized方法，而HashMap不是线程安全的，但其在单线程程序中的性能比HashTable要高。StringBuffer和StringBuilder类的区别也是如此，他们的原理和操作基本相同，区别在于StringBufferd支持并发操作，线性安全的，适 合多线程中使用。StringBuilder不支持并发操作，线性不安全的，不适合多线程中使用。新引入的StringBuilder类不是线程安全的，但其在单线程中的性能比StringBuffer高。
public class StringTest {
public static String BASEINFO = "Mr.Y";
public static final int COUNT = 2000000;
/**
* 执行一项String赋值测试
*/
public static void doStringTest() {
String str = new String(BASEINFO);
long starttime = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < COUNT / 100; i++) {
str = str + "miss";
}
long endtime = System.currentTimeMillis();
System.out.println((endtime - starttime)
+ " millis has costed when used String.");
}
/**
* 执行一项StringBuffer赋值测试
*/
public static void doStringBufferTest() {
StringBuffer sb = new StringBuffer(BASEINFO);
long starttime = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < COUNT; i++) {
sb = sb.append("miss");
}
long endtime = System.currentTimeMillis();
System.out.println((endtime - starttime)
+ " millis has costed when used StringBuffer.");
}
/**
* 执行一项StringBuilder赋值测试
*/
public static void doStringBuilderTest() {
StringBuilder sb = new StringBuilder(BASEINFO);
long starttime = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < COUNT; i++) {
sb = sb.append("miss");
}
long endtime = System.currentTimeMillis();
System.out.println((endtime - starttime)
+ " millis has costed when used StringBuilder.");
}
/**
* 测试StringBuffer遍历赋值结果
*
* @param mlist
*/
public static void doStringBufferListTest(List mlist) {
StringBuffer sb = new StringBuffer();
long starttime = System.currentTimeMillis();
for (String string : mlist) {
sb.append(string);
}
long endtime = System.currentTimeMillis();
System.out.println(sb.toString() + "buffer cost:"
+ (endtime - starttime) + " millis");
}
/**
* 测试StringBuilder迭代赋值结果
*
* @param mlist
*/
public static void doStringBuilderListTest(List mlist) {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
long starttime = System.currentTimeMillis();
for (Iterator iterator = mlist.iterator(); iterator.hasNext();) {
sb.append(iterator.next());
}
long endtime = System.currentTimeMillis();
System.out.println(sb.toString() + "builder cost:"
+ (endtime - starttime) + " millis");
}
public static void main(String[] args) {
doStringTest();
doStringBufferTest();
doStringBuilderTest();
List list = new ArrayList();
list.add(" I ");
list.add(" like ");
list.add(" BeiJing ");
list.add(" tian ");
list.add(" an ");
list.add(" men ");
list.add(" . ");
doStringBufferListTest(list);
doStringBuilderListTest(list);
}
} 看一下执行结果：
2711 millis has costed when used String.
211 millis has costed when used StringBuffer.
141 millis has costed when used StringBuilder.
I like BeiJing tian an men . buffer cost:1 millis
I like BeiJing tian an men . builder cost:0 millis
从上面的结果可以看出，不考虑多线程，采用String对象时（我把Count/100），执行时间比其他两个都要高，而采用StringBuffer对象和采用StringBuilder对象的差别也比较明显。由此可见，如果我们的程序是在单线程下运行，或者是不必考虑到线程同步问题，我们应该优先使用StringBuilder类；如果要保证线程安全，自然是StringBuffer。
从后面List的测试结果可以看出，除了对多线程的支持不一样外，这两个类的使用方式和结果几乎没有任何差别，
StringBuffer常用方法
（由于StringBuffer和StringBuilder在使用上几乎一样，所以只写一个，以下部分内容网络各处收集，不再标注出处）
StringBuffer s = new StringBuffer();
这样初始化出的StringBuffer对象是一个空的对象，
StringBuffer sb1=new StringBuffer(512);
分配了长度512字节的字符缓冲区。
StringBuffer sb2=new StringBuffer(“how are you?”)
创建带有内容的StringBuffer对象，在字符缓冲区中存放字符串“how are you?”
a、append方法
public StringBuffer append(boolean b)
该方法的作用是追加内容到当前StringBuffer对象的末尾，类似于字符串的连接，调用该方法以后，StringBuffer对象的内容也发生改 变，例如：
StringBuffer sb = new StringBuffer(“abc”);
sb.append(true);
则对象sb的值将变成”abctrue”
使用该方法进行字符串的连接，将比String更加节约内容，经常应用于数据库SQL语句的连接。
b、deleteCharAt方法
public StringBuffer deleteCharAt(int index)
该方法的作用是删除指定位置的字符，然后将剩余的内容形成新的字符串。例如：
StringBuffer sb = new StringBuffer(“KMing”);
sb. deleteCharAt(1);
该代码的作用删除字符串对象sb中索引值为1的字符，也就是删除第二个字符，剩余的内容组成一个新的字符串。所以对象sb的值变 为”King”。
还存在一个功能类似的delete方法：
public StringBuffer delete(int start,int end)
该方法的作用是删除指定区间以内的所有字符，包含start，不包含end索引值的区间。例如：
StringBuffer sb = new StringBuffer(“TestString”);
sb. delete (1,4);
该代码的作用是删除索引值1(包括)到索引值4(不包括)之间的所有字符，剩余的字符形成新的字符串。则对象sb的值是”TString”。
c、insert方法
public StringBuffer insert(int offset, boolean b),
该方法的作用是在StringBuffer对象中插入内容，然后形成新的字符串。例如：
StringBuffer sb = new StringBuffer(“TestString”);
sb.insert(4,false);
该示例代码的作用是在对象sb的索引值4的位置插入false值，形成新的字符串，则执行以后对象sb的值是”TestfalseString”。
d、reverse方法
public StringBuffer reverse()
该方法的作用是将StringBuffer对象中的内容反转，然后形成新的字符串。例如：
StringBuffer sb = new StringBuffer(“abc”);
sb.reverse();
经过反转以后，对象sb中的内容将变为”cba”。
e、setCharAt方法
public void setCharAt(int index, char ch)该方法的作用是修改对象中索引值为index位置的字符为新的字符ch。例如：
StringBuffer sb = new StringBuffer(“abc”);
sb.setCharAt(1,’D’);
则对象sb的值将变成”aDc”。
f、trimToSize方法
public void trimToSize()
该方法的作用是将StringBuffer对象的中存储空间缩小到和字符串长度一样的长度，减少空间的浪费，和String的trim()是一样的作用，不在举例。
g、length方法
该方法的作用是获取字符串长度 ，不用再说了吧。
h、setlength方法
该方法的作用是设置字符串缓冲区大小。
StringBuffer sb=new StringBuffer();
sb.setlength(100);
如果用小于当前字符串长度的值调用setlength()方法，则新长度后面的字符将丢失。
i、sb.capacity方法
该方法的作用是获取字符串的容量。
StringBuffer sb=new StringBuffer(“string”);
int i=sb.capacity();
j、ensureCapacity方法
该方法的作用是重新设置字符串容量的大小。
StringBuffer sb=new StringBuffer();
sb.ensureCapacity(32); //预先设置sb的容量为32
k、getChars方法
该方法的作用是将字符串的子字符串复制给数组。
getChars(int start,int end,char chars[],int charStart);
StringBuffer sb = new StringBuffer("I love You");
int begin = 0;
int end = 5;
//注意ch字符数组的长度一定要大于等于begin到end之间字符的长度
//小于的话会报ArrayIndexOutOfBoundsException
//如果大于的话，大于的字符会以空格补齐
char[] ch = new char[end-begin];
sb.getChars(begin, end, ch, 0);
System.out.println(ch);
结果：I lov
注明以上内容转载自http://blog.csdn.net/mad1989/article/details/26389541这里再添加一点就是无论StringBuilder或者StringBuffer,在初始化时都可以设置一个容量参数，在不指定容量参数时，默认是16个字节。此参数指定了他们的初始化大小，在追加字符串时，如果超过实际char数组长度，则需要进行扩容。如果能够预先评估StringBuilder的大小，将能够有效的节省这些操作，从而提高系统性能。