JDK1.8特性之StringJoiner

最新推荐文章于 2024-05-17 15:40:13 发布

BugRoot

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分类专栏： Java 源码文章标签： jdk1.8 java

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本文详细介绍了JDK1.8中String、StringBuilder、StringBuffer的区别，强调了StringBuilder和StringBuffer的可变性以及在多线程环境下的选择。特别提到了JDK1.8引入的StringJoiner，它提供了更灵活的字符串拼接方式，包括设置前缀、后缀和空值处理。此外，还对比了StringJoiner与String.join()的功能，指出在不同场景下如何选择合适的字符串拼接方法。

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StringBuilder、StringBuffer、String这三个的区别，很多文章都有在说。
这边也给大家做一个简要的概述

一：String、StringBuilder、StringBuffer

1：String

String类型是不可变对象，所以我们在每次对 String 类型进行改变的时候，其实都等同于生成了一个新的 String 对象，然后将指针指向新的 String 对象，不仅效率低下，而且大量浪费有限的内存空间，所以经常改变内容的字符串最好不要用 String 。
见源码：
在这里插入图片描述
final修饰符
修饰类：不能被继承，
修饰变量：表示该属性一旦被初始化便不可改变，这里不可改变的意思对基本类型来说是其值不可变，而对对象属性来说其引用不可再变。
修饰方法：说明这种方法提供的功能已经满足当前要求，不需要进行扩展，并且也不允许任何从此类继承的类来重写这种方法，但是继承仍然可以继承这个方法，也就是说可以直接使用。在声明类中，一个 final 方法只被实现一次。

2：StringBuffer

在使用 StringBuffer 类时，每次都会对 StringBuffer 对象本身进行操作，而不是生成新的对象，所以如果需要对字符串进行修改推荐使用 StringBuffer；线程安全

3：StringBuilder

StringBuilder是JDK1.5新增的，注意：不保证同步，该类的设计是用作在StringBuffer 的一个简易替换，用在字符串缓冲区被单个线程使用的时候（这种情况很普遍）。如果可能，建议优先采用该类，因为在大多数实现中，它比 StringBuffer 要快。两者的方法基本相同。

4：StringBuffer和StringBuilder为什么可变

见String源码，我们发现
String对象的底层实际上是一个char[]数组：
如图一可见；
用final修饰的对象值可变，但是引用不变，即：value指向不可变，但是value[]数组的值可变，但因为有private关键字对其进行封装达到value[]数组值也不可变的目的

见StringBuffer源码
在这里插入图片描述
我们打开父类

可以清晰的看出StringBuffer的value[]没有被private final 修饰
那说明值是可以怎样的，可以被改变的哦。
我们接着看append方法是如何实现改变字符串的

然后进入super父类的方法
我们看看当前的源码
在这里插入图片描述
str.getChars()方法即是将str的所有字符拷贝到value[]的后面，返回的还是原来的value数组。
StringBuilder同理。

5：StringBuffer和StringBuilder区别

大家都知道StringBuffer是线程安全的，StringBuilder是非线程安全的

StringBuilder在 Java1.5 中被提出，它和 StringBuffer 之间的最大不同在于 StringBuilder 的方法不是线程安全的（不能同步访问）。
由于 StringBuilder 相较于 StringBuffer 有速度优势，多数情况下建议使用 StringBuilder 类。在应用程序要求线程安全的情况下，则必须使用 StringBuffer 类。

为什么StringBuffer是线程安全的呢？
见StringBuffer源码：
在这里插入图片描述
见StringBuilder源码：

是否出现了一个关键字synchronized，这个关键字大家都认识，这个关键字是为线程同步机制设定的；
这边大概举个例子，如果深究多线程的知识，自行学习
每一个类对象都对应了一把锁，当某个线程A调用类对象B中的synchronized方法C时，必须获得对象B的锁才能够执行C方法，否则线程A阻塞。一旦线程A开始执行C方法，将独占对象B的锁。使得其它需要调用B对象的C方法的线程阻塞。只有线程A执行完毕，释放锁后。那些阻塞线程才有机会重新调用C方法。这就是解决线程同步问题的锁机制。

当看到这个，一说到安全，那大家第一反应，那我就直接用StringBuffer就好了，多线程比StringBuilder安全，如果有多线程需要对同一个字符串缓冲区进行操作的时候，StringBuffer的确是首选。
这样是不是表明StringBuilder和String是不安全咯，String不可变的，线程对于堆中的一个String对象只能读取，不能修改。

注意：看源码我们发现StringBuilder是1.5出来的，说白点前身就是StringBuffer，不考虑线程安全，StringBuilder比StringBuffer效率高，StringBuilder应该是首选。另外，JVM运行程序主要的时间耗费是在创建对象和回收对象上。

6：String,StringBuffer,StringBuilder效率

接着我们看看String那要不要用
可以这样说，某些特别情况下， String 对象的字符串拼接其实是被 JVM 解释成了 StringBuffer 对象的拼接，所以某些时候 String 对象的速度并不会比 StringBuffer 对象慢，而特别是以下的字符串对象生成中， String 效率是远要比 StringBuffer 快的：

如同下面的情况
String str = “this”+“is”+“a”+“java”;
StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer(“this”).append(“is”),append(“a”).append("java);

你会发现，生成str对象会很快，而stringBuffer却不快，因为JVM会自动解析str为
String str = “this”+“is”+“a”+“java”;
String str = “this is a java”;
注意：慢的是对象，就是来自另外的String对象，如下
String str1 = “this”;
String str2 = “is”;
String str3 = “a”;
String str4 = “java”;
这种情况JVM 会正常的按照原来的方式去做。

正常情况下，StringBuffer比String快。
因为StringBuffer有字符串缓冲区的概念。

7：总结三者区别

	描述	是否可变	是否线程安全	多线程或单线程操作字符串
String	String的值是不可变的，那每次对String的操作都会生成新的String对象，效率低下，且浪费大量优先的内存空间	不可变
StringBuffer	StringBuffer是可变的，由于大量的方法用synchronized修饰，属于线程安全，任何对它指向的字符串的操作都不会产生新的对象。	可变	是	多线程
StringBuilder	StringBuilder是1.5引入的，非线程安全的，效率比StringBuffer高。任何对它指向的字符串的操作都不会产生新的对象。	可变	是	单线程

如果我们在编译阶段能确定的字符串常量，完全没有必要创建String或StringBuffer、StringBuilder对象。可以直接的使用字符串常量的"+“连接操作效率最高。
StringBuffer对象的append效率要远远高于String对象的”+"连接操作。

大致了解了三者区别，具体涉及到class文件，这边没有多做概述，我们现在看看为什么有了StringBuilder,StringBuffer,JDK1.8引入了StringJoiner。

二：StringJoiner

我们经常拼接字符串，考虑线程安全我们就用StringBuffer,非线程安全我们就用StringBuilder。

现在JDK1.8拼接神器StringJoiner来了。
先上个例子：

StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
stringBuilder.append(hi);
stringBuilder.append(",");
stringBuilder.append("python");
stringBuilder.append(",");
stringBuilder.append("i am java");
System.out.println(stringBuilder.toString());

重复拼接的逗号(，),看起来是不是很傻瓜式的样子，我们看看StringJoiner是如何做的。

StringJoiner stringJoiner = new StringJoiner(",");
 stringJoiner.add("hi");
 stringJoiner.add("python");
 stringJoiner.add("i am java");
  System.out.println(stringJoiner.toString());

我们直接见源码
首先观看构造方法
在这里插入图片描述
默认提供了两种构造方法，一个是需要传分隔符的，一个是需要传分隔符，前缀，后缀，我们清楚看到
this.emptyValue = this.prefix + this.suffix;
emptyValue 默认是前缀+后缀组成。

先解释下成员变量
prefix：拼接后的字符串前缀
delimiter：拼接时的字符串分隔符
suffix：拼接后的字符串后缀
value：拼接后的值
emptyValue：空值的情况，value为 null 时返回

看看它给我们提供了哪些可以公共调用的方法，
setEmptyValue 设置空值
在这里插入图片描述
toString 主要用于转换String

add 用于添加字符串

merge 从另外一个StringJoiner进行合并

length 长度

上面我们用到了add方法
见源码

StringBuilder，可以清晰的看到，底层还是根据StringBuilder进行封装的，看看多了一个prefix没有，首先它会先添加一个前缀。然后分隔符，字符串

看返回对象仍是StringJoiner，所以后面我们有需求，仍然可以用流式处理。

我们刚才模拟了分隔符，现在我们加上前后缀作为例子看看

StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
stringBuilder.append("[“);
stringBuilder.append(hi);
stringBuilder.append(",");
stringBuilder.append("python");
stringBuilder.append(",");
stringBuilder.append("i am java");
stringBuilder.append("]“);

System.out.println(stringBuilder.toString());// [hi,python,i am java]


StringJoiner stringJoiner = new StringJoiner(",","[","]");// 参数一分隔符，参数二前缀，参数三后缀
 stringJoiner.add("hi");
 stringJoiner.add("python");
 stringJoiner.add("i am java");
  System.out.println(stringJoiner.toString());// [hi,python,i am java]

代码是不是很优雅

空值如何处理
// 构造方法1
 StringJoiner stringJoiner = new StringJoiner(",");
  System.out.println(stringJoiner.toString());
// 构造方法2
StringJoiner stringJoiner = new StringJoiner(",", "[", "]");

输出指定字符串
可以通过setEmptyValue 
 StringJoiner stringJoiner = new StringJoiner(",", "[", "]");
    stringJoiner.setEmptyValue("gaci");
    System.out.println(stringJoiner.toString());// gaci

三：String.join()

String.join() 主要针对 StringJoiner 又封装了一层的 API，也是Java1.8特性，可以传入动态参数或者迭代器。
见源码：
在这里插入图片描述
提供了两个方法：
动态参数

迭代器

仔细阅读之后，此API只能用于简单的拼接，不能添加前后缀以及空值处理。
System.out.println(String.join(",",“hi”,“python”,“i am java”));

的确方便了更多
使用拼间多个相同的分隔符时，使用 StringJoiner，简单处理使用 String.join() 也能完成；针对不同的场景使用不同的 API，这才是最佳最优雅的处理方式。

五：流式处理StringBuilder和StringJoiner

StringBuilder流式处理


final List<String> langs = Arrays.asList("java", "python", "php");

final String collectJoin = langs.stream().collect(Collectors.joining(", "));

StringBuilder:
final String collectBuilder =
    langs.stream().collect(Collector.of(StringBuilder::new,
        (stringBuilder, str) -> stringBuilder.append(str).append(", "),
        StringBuilder::append,
        StringBuilder::toString));

格式化输出:
List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4);
String num = numbers.stream()
    .map(i -> i.toString())
    .collect(Collectors.joining(", "))

StringJoiner是一种收集器，没有实现Collector接口。可以传递定界符，前缀和后缀之外，还可以使用StringJoiner调用Collectors.joining(CharSequence)从Stream创建格式化的输出。
当使用并行流时，这很有用，因为我们在某些时候，将需要并行处理的批处理,StringJoiner就发生了。