String和StringBuffer和StringBuilder的区别
这三个类之间的区别主要是在两个方面，即运行速度和线程安全这两方面。
1.线程安全
在线程安全上，StringBuilder是线程不安全的，而StringBuffer是线程安全的
如果一个StringBuffer对象在字符串缓冲区被多个线程使用时，StringBuffer中很多方法可以带有synchronized关键字，所以可以保证线程是安全的。但StringBuilder的方法则没有该关键字，所以不能保证线程安全。
如果是单线程的情况下，最好还是使用StringBuilder，因为StringBuilder速度较快，如果是多线程的情况下，就应该是用StringBuffer.
2.运行速度
也就是执行速度，在这方面运行速度快慢为：StringBuilder > StringBuffer > String。
因为String为字符串常量，而StringBuilder和StringBuffer均为字符串变量，即String对象一旦创建之后该对象是不可更改的，但后两者的对象是变量，是可以更改的。
有的人就会问，String对象是可以更改的啊，其实，这只是一种假象罢了，JVM对于这几行代码是这样处理的，比如 String str="abc"; 首先创建一个String对象str，并把“abc”赋值给str，然后 str=str+"de"；，其实JVM又创建了一个新的对象也名为str，然后再把原来的str的值和“de”加起来再赋值给新的str，而原来的str就会被JVM的垃圾回收机制（GC）给回收掉了，所以，str实际上并没有被更改，其实的String对象一旦创建之后就不可更改了。
所以，Java中对String对象进行的操作实际上是一个不断创建新的对象并且将旧的对象回收的一个过程，所以执行速度很慢。
而StringBuilder和StringBuffer的对象是变量，对变量进行操作就是直接对该对象进行更改，而不进行创建和回收的操作，所以速度要比String快很多。
所以呢 String适用于少量的字符串操作的情况，StringBuffer适用多线程下在字符缓冲区进行大量操作的情况，StringBuilder适用于单线程下在字符缓冲区进行大量操作的情况。
继承关系
abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequencepublic final class StringBuilder
extends AbstractStringBuilder
implements java.io.Serializable, CharSequence
public final class StringBuffe
extends AbstractStringBuilder
implements java.io.Serializable, CharSequence如图所示，AbstractStringBuilder 实现的是Appendable 接口，可以看出这两个类的继承关系是一模一样的。Serializable是可以序列化的标志。CharSequence接口包含了charAt()、length()、subSequence()、toString()这几个方法，String类也实现了这个接口。这里的重点是抽象类AbstractStringBuilder，这个类封装了StringBuilder和StringBuffer大部分操作的实现。
AbstractStringBuilder
构造方法
AbstractStringBuilder() {
}
AbstractStringBuilder(int capacity) {
value = new char[capacity];
}有两种构造方法，一种是个空构造方法，另一种是传入一个int类型，指定初始容量方法。
扩容方法
public void ensureCapacity(int minimumCapacity) {
if (minimumCapacity > 0)
ensureCapacityInternal(minimumCapacity);
}
private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) {
// overflow-conscious code
if (minimumCapacity - value.length > 0)
expandCapacity(minimumCapacity);
}
void expandCapacity(int minimumCapacity) {
int newCapacity = value.length * 2 + 2;
if (newCapacity - minimumCapacity < 0)
newCapacity = minimumCapacity;
if (newCapacity < 0) {
if (minimumCapacity < 0) // overflow
throw new OutOfMemoryError();
newCapacity = Integer.MAX_VALUE;
}
value = Arrays.copyOf(value, newCapacity);
}首先扩容的方法是ensureCapacity方法，传入的参数是指定的容量，如果指定的容量>0,则调用ensureCapacityInternal方法，如果指定容量大与现有容量，之后调用expandCapacity()实现的，在这个方法中首先把容量扩大为原来的容量加2，如果此时仍小于指定的容量，那么就把新的容量设为minimumCapacity。然后判断是否溢出，如果溢出了，把容量设为Integer.MAX_VALUE。最后再把value值进行拷贝。
append方法
public AbstractStringBuilder append(Object obj) {
return append(String.valueOf(obj));
}
public AbstractStringBuilder append(String str) {
if (str == null) str = "null";
int len = str.length();
ensureCapacityInternal(count + len);
str.getChars(0, len, value, count);
count += len;
return this;
}
public AbstractStringBuilder append(StringBuffer sb) {
if (sb == null)
return append("null");
int len = sb.length();
ensureCapacityInternal(count + len);
sb.getChars(0, len, value, count);
count += len;
return this;
}
public AbstractStringBuilder append(CharSequence s) {
if (s == null)
s = "null";
if (s instanceof String)
return this.append((String)s);
if (s instanceof StringBuffer)
return this.append((StringBuffer)s);
return this.append(s, 0, s.length());
}
public AbstractStringBuilder append(CharSequence s, int start, int end) {
if (s == null)
s = "null";
if ((start < 0) || (start > end) || (end > s.length()))
throw new IndexOutOfBoundsException(
"start " + start + ", end " + end + ", s.length() "
+ s.length());
int len = end - start;
ensureCapacityInternal(count + len);
for (int i = start, j = count; i < end; i++, j++)
value[j] = s.charAt(i);
count += len;
return this;
}
public AbstractStringBuilder append(char[] str) {
int len = str.length;
ensureCapacityInternal(count + len);
System.arraycopy(str, 0, value, count, len);
count += len;
return this;
}
public AbstractStringBuilder append(char str[], int offset, int len) {
if (len > 0) // let arraycopy report AIOOBE for len < 0
ensureCapacityInternal(count + len);
System.arraycopy(str, offset, value, count, len);
count += len;
return this;
}
public AbstractStringBuilder append(boolean b) {
if (b) {
ensureCapacityInternal(count + 4);
value[count++] = 't';
value[count++] = 'r';
value[count++] = 'u';
value[count++] = 'e';
} else {
ensureCapacityInternal(count + 5);
value[count++] = 'f';
value[count++] = 'a';
value[count++] = 'l';
value[count++] = 's';
value[count++] = 'e';
}
return this;
}
public AbstractStringBuilder append(char c) {
ensureCapacityInternal(count + 1);
value[count++] = c;
return this;
}
public AbstractStringBuilder append(int i) {
if (i == Integer.MIN_VALUE) {
append("-2147483648");
return this;
}
int appendedLength = (i < 0) ? Integer.stringSize(-i) + 1
: Integer.stringSize(i);
int spaceNeeded = count + appendedLength;
ensureCapacityInternal(spaceNeeded);
Integer.getChars(i, spaceNeeded, value);
count = spaceNeeded;
return this;
}
public AbstractStringBuilder append(long l) {
if (l == Long.MIN_VALUE) {
append("-9223372036854775808");
return this;
}
int appendedLength = (l < 0) ? Long.stringSize(-l) + 1
: Long.stringSize(l);
int spaceNeeded = count + appendedLength;
ensureCapacityInternal(spaceNeeded);
Long.getChars(l, spaceNeeded, value);
count = spaceNeeded;
return this;
}
public AbstractStringBuilder append(float f) {
new FloatingDecimal(f).appendTo(this);
return this;
}
public AbstractStringBuilder append(double d) {
new FloatingDecimal(d).appendTo(this);
return this;
}
append()是最常用的方法，它有很多形式的重载。首先说明一点AbstractStringBuilder内部用一个char[]数组保存字符串，可以在构造的时候指定初始容量方法。
一类是追加字符串，比如 append(String str) append(StringBuffer sb) ，如果参数是null,则会调用appendNull()方法。这个方法其实是追加了'n'、'u'、'l'、'l'这几个字符。如果不是null，则首先扩容，然后调用String的getChars()方法将str追加到value末尾。其实还是滴哦用了arraycopy方法。
public void getChars(int srcBegin, int srcEnd, char[] dst, int dstBegin)
{
if (srcBegin < 0)
throw new StringIndexOutOfBoundsException(srcBegin);
if ((srcEnd < 0) || (srcEnd > count))
throw new StringIndexOutOfBoundsException(srcEnd);
if (srcBegin > srcEnd)
throw new StringIndexOutOfBoundsException("srcBegin > srcEnd");
System.arraycopy(value, srcBegin, dst, dstBegin, srcEnd - srcBegin);
}上面是其中一种，用于追加字符串。如果str是null,则会转换成‘null’字符串，如果不是null，则首先扩容，然后调用String的getChars()方法将str追加到value末尾。最后返回对象本身，所以append()可以连续调用。
还有一类是传入char数组，比如 append(char str[], int offset, int len)哈，也是想扩容，之后 System.arraycopy(str, offset, value, count, len)复制char数组.
还有传入boolean类型参数append(boolean b)，实际上是添加了‘true’或‘false’字符串。
还有传入int类型和boolean类型，都是先转成string类型，然后调用String的getChars()方法将str追加到value末尾。
repalce方法
public AbstractStringBuilder replace(int start, int end, String str) {
if (start < 0)
throw new StringIndexOutOfBoundsException(start);
if (start > count)
throw new StringIndexOutOfBoundsException("start > length()");
if (start > end)
throw new StringIndexOutOfBoundsException("start > end");
if (end > count)
end = count;
int len = str.length();
int newCount = count + len - (end - start);
ensureCapacityInternal(newCount);
System.arraycopy(value, end, value, start + len, count - end);
str.getChars(value, start);
count = newCount;
return this;
}replace方法用于替换字符串。会对开始和结束为止进行大小比较，如果有误的话会报错。之后会算一下现在的容量和替换之后的容量大小，之后扩容，然后调用String的getChars()方法将str追加到value末尾。最后返回对象本身，所以append()可以连续调用。
delete 方法
public AbstractStringBuilder deleteCharAt(int index) {
if ((index < 0) || (index >= count))
throw new StringIndexOutOfBoundsException(index);
System.arraycopy(value, index+1, value, index, count-index-1);
count--;
return this;
}
public AbstractStringBuilder delete(int start, int end) {
if (start < 0)
throw new StringIndexOutOfBoundsException(start);
if (end > count)
end = count;
if (start > end)
throw new StringIndexOutOfBoundsException();
int len = end - start;
if (len > 0) {
System.arraycopy(value, start+len, value, start, count-end);
count -= len;
}
return this;
}
都是通过调用arraycopy数组来实现的，arraycopy 传入的参数是 arraycopy(被复制的数组, 从第几个元素开始复制, 要复制到的数组, 从第几个元素开始粘贴, 一共需要复制的元素个数) 如果删除一个字符的话，插入字符串的序号，从该序号的下一位开始复制，复制到这个位置。 delete(int start, int end)也是这个原理。
insert方法
public AbstractStringBuilder insert(int offset, String str) {
if ((offset < 0) || (offset > length()))
throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset);
if (str == null)
str = "null";
int len = str.length();
ensureCapacityInternal(count + len);
System.arraycopy(value, offset, value, offset + len, count - offset);
str.getChars(value, offset);
count += len;
return this;
}insert也有很多形式的重载。都是通过调用arraycopy数组来实现的，arraycopy 传入的参数是 arraycopy(被复制的数组, 从第几个元素开始复制, 要复制到的数组, 从第几个元素开始粘贴, 一共需要复制的元素个数) 如果插入一个字符串的话，先判断是否是null,是null的话相当于插入一个‘null’字符串，第一个参数是想要插入的位置，之后也是想扩容，之后调用arraycopy方法，之后调用String的getChars()方法将str追加到value末尾。
AbstractStringBuilder已经实现了大部分需要的方法，StringBuilder和StringBuffer只需要调用即可。StiringBuffer跟StringBuilder类似，只不过为了实现同步，很多方法使用lSynchronized修饰。
StringBuilder构造器
public StringBuilder() {
super(16);
}
public StringBuilder(int capacity) {
super(capacity);
}
public StringBuilder(String str) {
super(str.length() + 16);
append(str);
}
public StringBuilder(CharSequence seq) {
this(seq.length() + 16);
append(seq);
}StringBuffer构造器
public StringBuffer() {
super(16);
}
public StringBuffer(int capacity) {
super(capacity);
}
public StringBuffer(String str) {
super(str.length() + 16);
append(str);
}
public StringBuffer(CharSequence seq) {
this(seq.length() + 16);
append(seq);
}
StringBuilder和StringBuffer 的默认的容量大小为16。当然也可以指定初始容量，或者以一个已有的字符序列或者字符串给StringBuilder和StringBuffer 对象赋初始值。最好预先估计好字符串的大小避免扩容带来的时间消耗。
SringBuffer stringBuilder append方法
public StringBuilder append(String str) {
super.append(str);
return this;
}
public synchronized StringBuffer append(String str) {
super.append(str);
return this;
}SringBuffer stringBuilder toString方法
public String toString() {
// Create a copy, don't share the array
return new String(value, 0, count);
}
public synchronized String toString() {
return new String(value, 0, count);
}通过以上两个方法可以看出StringBuilder和StringBuffer的大部分方法均调用父类AbstractStringBuilder的实现其他的就不一一介绍了。其扩容机制首先是把容量变为原来容量的2倍加2。最大容量是Integer.MAX_VALUE，也就是0x7ffffff。
