Java String 为什么不可变：== 与 equals 的区别

一、String 是不可变的

String s = "abc";
s.concat("def");        // 返回新对象，s 仍是 "abc"
s = s + "def";          // 重新赋值，s 指向新对象

String 内部是 final char[]（Java 9 之后是 byte[] + 编码标记），且不提供修改内容的方法。所有「修改」操作都返回新对象。

不可变带来三个好处：

• 可以安全共享：常量池里同一个字面量只有一份。
• hashCode 可缓存：作为 HashMap 的键非常高效。
• 线程安全：多线程读不需要同步。

代价是频繁拼接会产生大量临时对象。

二、字符串常量池

String a = "abc";              // 放入常量池
String b = "abc";              // 复用池中的对象
String c = new String("abc");  // 堆上新对象

a == b        // true
a == c        // false
a.equals(c)   // true

== 比较的是引用地址，equals 比较的是内容。字符串比较内容必须用 equals。

new String("abc") 会创建（或复用）池中的 "abc"，再在堆上复制一份，所以是两个对象。

三、编译期拼接会被优化

String s = "a" + "b" + "c";     // 编译期直接变成 "abc"，进常量池

String x = "a";
String y = x + "b";             // 运行时拼接，结果是堆上新对象（JDK 9+ 用 invokedynamic）

所以 "a"+"b" == "ab" 是 true，而用变量拼出来的不相等。这也是「为什么有时 == 恰好能用」的原因——依赖常量池的巧合，不能作为写法依据。

四、循环里不要用 + 拼接

// 差：每次循环创建新 String，O(n²)
String s = "";
for (String item : list) s += item;

// 好：O(n)
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (String item : list) sb.append(item);
String s = sb.toString();

编译器会为单个表达式里的拼接做优化，但跨循环的拼接优化不了——每轮都新建对象并复制已有内容。

StringBuilder 与 StringBuffer：后者所有方法加 synchronized，线程安全但更慢。方法内部的局部拼接用 StringBuilder 即可，不需要线程安全。

预估长度时可以 new StringBuilder(capacity) 减少扩容。

五、intern()

String s = new String("abc").intern();
s == "abc";     // true

intern() 把字符串放入常量池并返回池中的引用。适合「大量重复字符串」的场景（如解析日志里的字段名）来省内存。但它会操作全局常量池，滥用可能导致池膨胀或 GC 压力，现代 JVM 上收益不一定明显，非必要不用。

六、常用方法与坑

s.length()            // 长度（UTF-16 码元数，emoji 会是 2）
s.isEmpty() / s.isBlank()   // 空串 / 只含空白（Java 11+）
s.trim()              // 去首尾空白（ASCII 空白）
s.strip()             // 去首尾空白（Unicode 空白，推荐）
s.substring(1, 3)     // 左闭右开
s.split(",")          // 正则分割，注意特殊字符
s.replace("a", "b")   // 全部替换（字面量）
s.replaceAll("\\d+", "#")  // 正则替换
s.equalsIgnoreCase("ABC")
String.join("-", list)
String.format("%s=%d", k, v)

几个坑：

• split(".") 会得到空数组，因为 . 是正则通配符，要写 split("\\.")。
• substring 在 JDK 7 之后会复制字符数组，不再有「持有原数组导致内存泄漏」的问题。
• length() 是 UTF-16 码元数，emoji 算 2；要按码点计数用 codePointCount。
• equals 的参数为 null 时返回 false，但调用方是 null 会 NPE。常量在前可避免："abc".equals(s)。

七、字符串与编码

String 内部是 Unicode，getBytes() 不带参数会用平台默认编码，跨平台不一致：

byte[] b = s.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);      // 明确指定
String s2 = new String(b, StandardCharsets.UTF_8);

文件、网络、数据库交互全部显式指定 UTF-8，能避免绝大多数乱码问题。

小结

String 不可变、字面量进常量池；比较内容用 equals，== 比的是地址；循环拼接用 StringBuilder；split 的参数是正则；getBytes 要指定编码。