深入理解String、StringBuffer、StringBuilder

本文详细对比了Java中String、StringBuffer与StringBuilder的性能差异,解释了它们在内存管理及线程安全性上的特点,并给出了实际应用建议。

三者在执行速度方面的比较:StringBuilder > StringBuffer > String

由于StringBuilder、StringBuffer都继承自抽象类AbstractStringBuilder,他们的append、replace、delete、insert、indexOf、reverse方法的实现都是由AbstractStringBuilder实现的。不同的是StringBuffer做了同步处理,是线程安全的,StringBuilder是非线程安全的。

因此,在下面和String比较的时候就拿StringBuffer做比较。

String和StringBuffer主要有2个区别:
1.String类对象为不可变对象,一旦修改了String对象的值,隐性重新创建了一个新的对象,释放原String对象,StringBuffer类对象为可修改对象,可以通过append()方法来修改值
2.String类的性能远不如StringBuffer类。

String:
1.是对象不是原始类型,是引用类型。
2.String 是final类,不能被继承,一旦被创建,就不能修改它的值.
3.底层用char[]来实现。
4.在用”+”进行字符串连接的时候,底层是新建一个String对象,通过新建一个StringBuilder或StringBuffer对象,调用其append方法,然后调用toString方法(在调用toString方法的时候会再创建一个String对象),返回给新建的String对象。其中会频繁的创建新对象,增加了虚拟机GC的工作量,频繁字符串连接的时候不推荐使用。

StringBuffer:
1.是一个可变对象,当对他进行修改的时候不会像String那样重新建立对象。
2.底层用char[]来实现。
3.它只能通过构造函数来创建:

StringBuffer sb1 = new StringBuffer(); //创建一个长度为16的StringBuffer对象,内容为空。
StringBuffer sb2 = new StringBuffer(10); //创建一个长度为10+16的StringBuffer对象,内容为空。
StringBuffer sb3 = new StringBuffer("abc"); //创建一个长度为3+16的StringBuffer对象。


4.对象被建立以后,在内存中就会分配内存空间,并初始保存一个null.向StringBuffer中赋值的时候可以通过它的append()方法.
sb.append("hello");
在调用append()方法的时候会先判断StringBuffer底层char[]的长度,如果长度不够用,就对char[]进行扩展,新长度为原来长度的2倍+2。

总结:
1.在字符串连接操作中StringBuffer的效率要比String高。
2.如果没有频繁的字符串连接,可以用String,如果有频繁的字符串连接,推荐用StringBuffer(线程安全)或者StringBuilder(非线程安全)。

 

3.StringBuffer之间的比较,要先调用toString()方法,再调用equals()方法作比较。

 

 

StringBuffer sb1 = new StringBuffer("abc");
StringBuffer sb2 = new StringBuffer("abc");
System.out.println(sb1.equals(sb2));//结果false
System.out.println(sb1.toString().equals(sb2.toString()));//结果true

 

4.

String s1 = "abc";
String s2 = "abc";
s1==s1;//结果为true

是因为声明s1,s2的时候这个”abc”是放在JVM内存中的常量池中,s1和s2都指向这个地址。因此在比较的时候s1,s2指向的为内存中的同一个地址,所以会相等。

 

5.关于”+“连接String

将class文件反编译后:

我们可以看出JVM在进行String连接的时候,实际上是新建了一个StringBuilder,然后进行运算。

原文链接:http://www.wekri.com/2015/07/15/java/String_StringBuffer_StringBuilder 

### 三者的区别 #### 1. **可变性** - **String** 是不可变的字符序列,一旦创建后,内容无法更改。对字符串的任何修改都会生成新的字符串对象,这可能导致性能问题,尤其是在频繁修改的情况下。 - **StringBuffer** 和 **StringBuilder** 都是可变的字符序列,可以在不创建新对象的情况下进行字符串的拼接、修改等操作,因此在频繁操作字符串时效率更高。 #### 2. **线程安全性** - **StringBuffer** 是线程安全的,其内部方法大多使用了 `synchronized` 关键字进行同步,因此可以在多线程环境下安全使用。 - **StringBuilder** 不是线程安全的,其方法没有使用 `synchronized`,因此在单线程环境下性能更高,但在多线程环境下可能会出现数据不一致的问题。 - **String** 由于是不可变的,其本身也是线程安全的,但不适合频繁修改的场景。 #### 3. **性能** - **StringBuilder** 的性能最高,适用于单线程环境下的大量字符串操作。 - **StringBuffer** 的性能略低于 StringBuilder,适用于多线程环境下的大量字符串操作。 - **String** 的性能最差,适用于少量字符串操作。 #### 4. **使用场景** - **String**:适用于字符串操作较少的场景,或者需要保证线程安全且不频繁修改字符串的场景。 - **StringBuffer**:适用于多线程环境下需要频繁修改字符串的场景。 - **StringBuilder**:适用于单线程环境下需要频繁修改字符串的场景,推荐使用。 #### 5. **对象转换** - **StringBuilder** 和 **String** 可以相互转换。可以通过 `toString()` 方法将 `StringBuilder` 转换为 `String`,也可以通过构造函数将 `String` 转换为 `StringBuilder`。 ```java // 将 StringBuilder 转换为 String StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello"); String str = sb.toString(); // 将 String 转换为 StringBuilder String str2 = "World"; StringBuilder sb2 = new StringBuilder(str2); ``` #### 6. **扩容机制** - **StringBuffer** 和 **StringBuilder** 的初始容量为 16,当容量不足时会进行扩容。扩容的规则是:新的容量 = 原始容量 * 2 + 2。这种设计是为了防止在初始容量为 0 的情况下,通过位运算符向右移动 1 位仍然为 0 的问题。 #### 7. **示例代码** 以下是一个简单的示例,展示了 `String`、`StringBuffer` 和 `StringBuilder` 的基本用法: ```java // String 示例 String str = "Hello"; str += " World"; // 创建新的 String 对象 // StringBuffer 示例 StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer("Hello"); stringBuffer.append(" World"); // 修改原有对象 // StringBuilder 示例 StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder("Hello"); stringBuilder.append(" World"); // 修改原有对象 ``` ###
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