本文基于 JDK11。
String 类
// java.util.Stringpublic final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence { private final byte[] value; private final byte coder; private int hash; // Default to 0 static final boolean COMPACT_STRINGS; static { COMPACT_STRINGS = true; } public static final Comparator<String> CASE_INSENSITIVE_ORDER = new CaseInsensitiveComparator();} value 字节数组存储字符串内容。int hash 缓存字符串的哈希码。
coder 表示字符串编码方式，编码方式有两种，0 表示使用 LATIN1 编码，每个字符占用 1 字节，1 表示使用 UTF16 编码，每个字符占用 2 字节。
用 0/1 表示两种编码，在计算字符串长度时可以直接使用 value.length >> coder。
COMPACT_STRINGS 表示是否压缩字符串，如果为 false，将只会使用 UTF16 编码方式；JVM 默认该属性为 true，大部分场景使用 1 字节就够了。可以使用 -XX:-CompactStrings 参数来对此功能进行关闭。
CASE_INSENSITIVE_ORDER 是一个 Compactor，定义了字符串比较的规则（大小写敏感）。
String的不可变性
为什么不可变
String 中的字节数组被 final 修饰，所以不能修改 value 的引用
字节数组还是 private 属性而且没有暴露任何修改 value 数组的方法
String 本身是被 final 修饰的，无法被继承，从而避免了子类覆盖父类方法的行为
String 中对字符串处理的方法（包括 +=）都会返回新的 String 对象并返回，不会影响原来的字符串
只有当成功地对字符串进行了相关操作，才会返回新的 String 对象。比如 trim() 是去除首尾的空格符，如果字符串的长度为0或首尾没有空格符，会返回原对象（如 code 1）。
// code 1String str1 = "abc";String str2 = "";String str3 = " def ";System.out.println(str1 == str1.trim()); // trueSystem.out.println(str2 == str2.trim()); // trueSystem.out.println(str3 == str3.trim()); // false
注意，通过反射仍然可以修改字节数组的值（如 code 2）。
// code 2String str = new String("abc");Field field = str.getClass().getDeclaredField("value");field.setAccessible(true);byte[] value = (byte[]) field.get(str);value[0] = 'd';System.out.println(str); // sout: dbc不可变的好处？
线程安全；
配合字符串常量池，如果 String 可变，那么一个引用改变就会影响其他的引用，常量池也就失去了其复用字符串的作用；
缓存哈希码，哈希码只需要计算一次；所以 String 作为 Map 的键可以提高性能。
字符数组改为字节数组的好处
在大多数场景下，1 个字节表示字符就足够了，所以 JDK9 将字符数组改为字节数组，并配合新增的 coder 属性，可以减少 String 的空间占用。
字符串常量池
作用
String 是使用频率很高，为了复用和提高性能，引入了字符串常量池。字符串常量池位于堆中，JDK7 之前在方法区中。
字符串常量池的结构
字符串常量池可以看出一个哈希表，表中每一个Entry包含字符串的 hashCode 和一个指向String对象的指针(_literal，相当于是String对象的地址)。
所以如果字符串常量池中包含一个字面量时，结构如下图所示。
String的创建
创建 String 有两种方式：字面量和new。
当使用字面量时，如果常量池中已存在，直接返回引用（_literal的指向）；如果不存在，就将该字符串加入常量池（即创建一个Entry）再返回引用。
当使用 new("xxx") 创建时，如果常量池中已经存在，在堆中创建一个 String 对象，并返回该对象的引用；如果常量池中不存在，则先在常量池中国创建该字符串，再创建 String 对象，返回该对象的引用。
所以，使用字面量方式引用同一个字符串，它们的引用一定相等。
String str1 = "abc";String str2 = "abc";System.out.println(str1 == str2); // true
使用 new 创建的对象即使字符串是相等的，引用也不相同，与字符串常量池的引用也不相同。
String str1 = "abc";String str2 = new String("abc");String str3 = new String("abc");System.out.println(str1 == str2); // falseSystem.out.println(str2 == str3); // false ?️ 注意 对于多个字面量 += 的情况，编译时会对其优化，最终只会生成要给字面量。比如 String s = "1" + "2"，优化后等价于 String s = "12"。
除了以上两种主要的创建方式，创建一个String还可以通过其他的写法，这些写法都不包含字面量，不会在常量池中创建对象。这些写法包括不限于如下所示。
// 创建一个内容为"111"的字符串对象String s1 = new String(new byte[]{49,49,49});String s2 = String.valueOf(111);String s3 = String.valueOf(1) + String.valueOf(11);String s4 = String.format("%d%d%d", 1,1,1);String s5 = new String("11") + "1";intern() 方法
调用 intern() 时，如果该字符串在常量池中存在，那么返回常量池中的引用；如果常量池中不存在，则创建并返回对象引用。
?️ 注意 实际上，这里说不存在就创建并不准确，这是因为字符串常量池在 JDK7 以后从永久代移到了堆中，位置的变化就会导致 intern() 效果的变化。
JDK7及以后
牢记一点：由于字符串常量池就在堆中，所以会尽可能的避免重复创建，如果字符串常量池中不存在，就将 _literal 指向已经在堆中的 String 对象，而不是重新创建一个String对象。
下面通过几个例子说明：
例一
// Example1String s1 = String.valueOf(1234);String s2 = s1.intern();String s3 = "1234";System.out.println(s1 == s2); // trueSystem.out.println(s1 == s3); // true
创建 s1 时没有生成 "1234" 的字面量，所以常量池还没有 "1234"；所以调用 s1.intern() 时会将 s1 加入常量池（具体就是创建一个Entry加入常量池，将 _literal 指向 s1）。最终的结构如下：
例二
// Example2String s1 = String.valueOf(1234);String s3 = "1234";String s2 = s1.intern();System.out.println(s1 == s2); // falseSystem.out.println(s1 == s3); // falseSystem.out.println(s2 == s3); // true
首先 s1 和 s3 不相等，因为它们和 intern() 无关，在堆中和常量池分别创建不同的对象；调用 s1.intern() 时，常量池中已经存在了 "1234"，直接返回它的引用，即 s3。
JDK7之前
由于常量池和堆空间是隔离的区域，就不存在共享同一个String的问题了，调用 intern() 时，如果常量池不存在，会重新创建一个 String 对象。
String/StringBuilder/StringBuffer
String 的线程安全是因为它的不可变性，StringBuffer 线程安全是因为所有方法都是 synchronized方法。
StringBuilder 和 StringBuffer 中的字节数组不是 final 修饰，对字符串操作时直接修改 value 属性，操作方法返回的都是 this，所以它们可以使用更方便的链式调用。
以 StringBuilder#append 为例，
public StringBuilder append(String str) { super.append(str); return this; // 返回自己} 由于 String 每次修改都会创建新的对象，所以性能更低。不建议在循环中频繁使用 String 的 += 或其他操作。
总结，字符串修改较少时，可以使用 String；单线程下大量修改使用 StringBuilder；多线程下大量修改使用 StringBuffer。
StringJoiner
StringJoiner 可以方便地进行字符串拼接。有两个构造函数，必须指定一个分割符 delimiter，也可以指定拼接完成后加入的前缀和后缀。StringJoiner 不是线程安全的。
public StringJoiner(CharSequence delimiter) {}public StringJoiner(CharSequence delimiter,CharSequence prefix,CharSequence suffix) {}基本使用如下：
// code 1String str1 = "abc";String str2 = "";String str3 = " def ";System.out.println(str1 == str1.trim()); // trueSystem.out.println(str2 == str2.trim()); // trueSystem.out.println(str3 == str3.trim()); // false0
拼接字符串还可以调用 String 的静态方法 join()，该方法就是利用 StringJoiner 实现的。
// code 1String str1 = "abc";String str2 = "";String str3 = " def ";System.out.println(str1 == str1.trim()); // trueSystem.out.println(str2 == str2.trim()); // trueSystem.out.println(str3 == str3.trim()); // false1
字符串比较
字符串比较使用 equals() 方法，首先判断是否是同一个对象，如果不是，判断是否是 String 类型的对象，如果是，先比较长度是否相等，不相等直接返回 false；长度相等则逐个比较，全部相等返回 true，否则返回 false。
// code 1String str1 = "abc";String str2 = "";String str3 = " def ";System.out.println(str1 == str1.trim()); // trueSystem.out.println(str2 == str2.trim()); // trueSystem.out.println(str3 == str3.trim()); // false2
StringLatin1#equals 的实现如下：
// code 1String str1 = "abc";String str2 = "";String str3 = " def ";System.out.println(str1 == str1.trim()); // trueSystem.out.println(str2 == str2.trim()); // trueSystem.out.println(str3 == str3.trim()); // false3
此外，String 还提供了 equalsIgnoreCase(String) 以忽略大小写的方式比较字符串。