【Java基础知识 8】String、StringBuilder、StringBuffer详解

最新推荐文章于 2025-04-18 17:12:26 发布

2401_85763924

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文章标签： java windows 开发语言

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因为会创建大量的StringBuilder对象在堆内存中，这肯定是不允许的，所以这时就建议在循环外创建一个StringBuilder对象，然后循环内调用append方法进行手动拼接。

还有一种特殊情况，如果“+”拼接的是字符串常量中的字符串时，编译器会进行优化，直接将两个字符串常量拼接好。

所以，“+”连接符对于直接相加的字符串常量效率很高，因为在编译期间便确定了它的值；但对于间接相加的情况效率就会变低，建议单线程时使用StringBuilder，多线程时使用StringBuffer替代。

三、String、StringBuilder和StringBuffer

1、主要区别

String是不可变字符序列，StringBuilder和StringBuffer是可变字符序列。
执行速度StringBuilder > StringBuffer > String。
StringBuilder是非线程安全的，StringBuffer是线程安全的。

2、效率测试

import java.util.ArrayList;

import java.util.List;

import java.util.StringJoiner;

public class StringTest {

private static void test01() {

String str = “哪吒,”;

String ret = “”;

System.out.println(“+字符串拼接开始…”);

long start = System.currentTimeMillis();

// + 在循环中的效率太低，用10万条测试吧

for (int i = 0; i < 100000; i++) {

ret += str;

}

long end = System.currentTimeMillis();

System.out.println(“+号拼接10万条数据耗时：”+(end-start)+“ms”);//18288ms

System.out.println(“************”);

}

private static void test02() {

String str = “哪吒,”;

StringBuilder builder = new StringBuilder();

System.out.println(“StringBuilder,字符串拼接开始…”);

long start = System.currentTimeMillis();

for (int i = 0; i < 10000000; i++) {

builder.append(str);

}

long end = System.currentTimeMillis();

System.out.println(“StringBuilder拼接1000万条数据耗时：”+(end-start)+“ms”);//168ms,173ms,239ms

System.out.println(“************”);

}

private static void test03() {

String str = “哪吒,”;

StringBuffer buffer = new StringBuffer();

System.out.println(“StringBuffer,字符串拼接开始…”);

long start = System.currentTimeMillis();

for (int i = 0; i < 10000000; i++) {

buffer.append(str);

}

long end = System.currentTimeMillis();

System.out.println(“StringBuffer拼接1000万条数据耗时：”+(end-start)+“ms”);//527ms,343ms,398ms

System.out.println(“************”);

}

/**

StringJoiner的效率明显高于List + StringJoiner

private static void test04() {

String str = “哪吒”;

StringJoiner join = new StringJoiner(“,”);

Syste
m.out.println(“StringJoiner,字符串拼接开始…”);

long start = System.currentTimeMillis();

for (int i = 0; i < 10000000; i++) {

join.add(str);

}

long end = System.currentTimeMillis();

System.out.println(“StringJoiner拼接1000万条数据耗时：”+(end-start)+“ms”);//184ms,316ms,243ms

System.out.println(“************”);

}

private static void test05() {

String str = “哪吒”;

List list = new ArrayList();

System.out.println(“List + StringJoiner,字符串拼接开始…”);

long start = System.currentTimeMillis();

for (int i = 0; i < 10000000; i++) {

list.add(str);

}

String ret = String.join(“,”, list);

long end = System.currentTimeMillis();

System.out.println(“List + StringJoiner拼接1000万条数据耗时：”+(end-start)+“ms”);//563ms,477ms,585ms

System.out.println(“************”);

}

public static void main(String[] args) {

test02();

}

3、控制台输出

总结：StringBuilder效率最高，+拼接效率最低。

4、源码分析

StringBuilder的源码

@Override

public StringBuilder append(char[] str) {

super.append(str);

return this;

}

StringBuilder继承AbstractStringBuilder类

public final class StringBuilder

extends AbstractStringBuilder

implements java.io.Serializable, CharSequence

{

…

}

public AbstractStringBuilder append(String str) {

if (str == null)

return appendNull();

int len = str.length();

ensureCapacityInternal(count + len);

str.getChars(0, len, value, count);

count += len;

return this;

}

append会直接拷贝字符到内部的字符数组中，如果字符数组长度不够，会进行扩展。

StringBuffer和StringBuilder的情况类似，只不过StringBuffer是线程安全的而已。

四、字符串常量池

1、百度百科

常量池在java用于保存在编译期已确定的，已编译的class文件中的一份数据。它包括了关于类，方法，接口等中的常量，也包括字符串常量，如String s = "java"这种申明方式；当然也可扩充，执行器产生的常量也会放入常量池，故认为常量池是JVM的一块特殊的内存空间。

2、字符串的对象分配

字符串的对象分配是需要消耗大量的时间和空间的，而且字符串使用的非常多，很多初级程序员，会将所有的变量都定义为String，不知你年轻的时候是不是这样，哈哈。

JVM为了提高性能和减少内存的开销，在实例化字符串的时候进行了一系列的优化，那就是字符串常量池。JVM会先检查字符串常量池，如果已经存在，就直接返回字符串常量池中的实例引用，如果不存在，就会实例化该字符串并将其放到字符串常量池中。由于String的不可变性，常量池中一定不存在两个相同的字符串。

3、内存区域

在HotSpot VM中字符串常量池是通过一个StringTable类实现的，它是一个Hash表，默认值大小长度是1009；这个StringTable在每个HotSpot VM的实例中只有一份，被所有的类共享；字符串常量由一个一个字符组成，放在了StringTable上。要注意的是，如果放进String Pool的String非常多，就会造成Hash冲突严重，从而导致链表会很长，而链表长了后直接会造成的影响就是当调用String.intern时性能会大幅下降。

4、举个例子一目了然

public class StringTest {

public static void main(String[] args) {

// 1. 新建一个引用s1指向堆中的对象s1,值为"优快云哪吒"

String s1=new String(“优快云”)+new String(“哪吒”);

// 2. 新建一个引用s2指向堆中的对象s2,值为"优快云哪吒"

String s2=new String(“CS”)+new String(“DN哪吒”);

// 3. 执行s1.intern()会在字符串常量池中新建一个引用"优快云哪吒"，该引用指向s1在堆中的地址，并新建一个引用s3指向字符串常量池中的"优快云哪吒"

String s3=s1.intern();

// 4. 执行s2.intern()不会在字符串常量池中创建新的引用，因为"优快云哪吒"已存在，因此只执行了新建一个引用s4指向字符串常量池中"优快云哪吒"的操作

String s4=s2.intern();

// s3和s4指向的都是字符串常量池中的"优快云哪吒"，而这个"优快云哪吒"都指向堆中s1的地址

System.out.println(s1==s3); // true

System.out.println(s1==s4); // true

// s3和s4最终关联堆中的地址是对象s1

System.out.println(s2 == s3);// false

System.out.println(s2 == s4);// false

}

五、intern()方法

直接使用双引号声明出来的String对象会直接存储在字符串常量池中，如果不是用双引号声明的String对象，可以使用String提供的intern方法。intern 方法是一个native方法，intern方法会从字符串常量池中查询当前字符串是否存在，如果存在，就直接返回当前字符串；如果不存在就会将当前字符串放入常量池中，之后再返回。

JDK1.7的改动：