StringBuilder与StringBuffer的区别(转)

本文通过实验对比了String、StringBuffer和StringBuilder在单线程环境下的性能表现,并解释了它们之间的主要区别,为开发者提供了选择合适字符串操作类的依据。

转自:http://www.cnblogs.com/Fskjb/archive/2010/04/19/1715176.html


相信大家看到过很多比较String和StringBuffer区别的文章,也明白这两者的区别,然而自从Java 5.0发布以后,我们的比较列表上将多出一个对象了,这就是StringBuilder类。String类是不可变类,任何对String的改变都会引发新的String对象的生成;而StringBuffer则是可变类,任何对它所指代的字符串的改变都不会产生新的对象,可变和不可变类这一对对象已经齐全了,那么为什么还要引入新的StringBuilder类干吗?相信大家都有此疑问,我也如此。下面,我们就来看看引入该类的原因。

      为什么会出现那么多比较String和StringBuffer的文章?

      原因在于当改变字符串内容时,采用StringBuffer能获得更好的性能。既然是为了获得更好的性能,那么采用StringBuffer能够获得最好的性能吗?

      答案是NO!

      为什么?

      如果你读过《Think in Java》,而且对里面描述HashTable和HashMap区别的那部分章节比较熟悉的话,你一定也明白了原因所在。对,就是支持线程同步保证线程安全而导致性能下降的问题。HashTable是线程安全的,很多方法都是synchronized方法,而HashMap不是线程安全的,但其在单线程程序中的性能比HashTable要高。StringBuffer和StringBuilder类的区别也在于此,新引入的StringBuilder类不是线程安全的,但其在单线程中的性能比StringBuffer高。如果你对此不太相信,可以试试下面的例子:

package com.hct.test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

/**
 * @author: chengtai.he
 * @created:2009-12-9 上午09:59:57
 */
public class StringBuilderTester {
 private static final String base = " base string. ";
 private static final int count = 2000000;

 public static void stringTest() {
  long begin, end;
  begin = System.currentTimeMillis();
  String test = new String(base);
  for (int i = 0; i < count/100; i++) {
   test = test + " add ";
  }
  end = System.currentTimeMillis();
  System.out.println((end - begin)
    + " millis has elapsed when used String. ");
 }

 public static void stringBufferTest() {
  long begin, end;
  begin = System.currentTimeMillis();
  StringBuffer test = new StringBuffer(base);
  for (int i = 0; i < count; i++) {
   test = test.append(" add ");
  }
  end = System.currentTimeMillis();
  System.out.println((end - begin)
    + " millis has elapsed when used StringBuffer. ");
 }

 public static void stringBuilderTest() {
  long begin, end;
  begin = System.currentTimeMillis();
  StringBuilder test = new StringBuilder(base);
  for (int i = 0; i < count; i++) {
   test = test.append(" add ");
  }
  end = System.currentTimeMillis();
  System.out.println((end - begin)
    + " millis has elapsed when used StringBuilder. ");
 }

 public static String appendItemsToStringBuiler(List list) {
  StringBuilder b = new StringBuilder();

  for (Iterator i = list.iterator(); i.hasNext();) {
   b.append(i.next()).append(" ");
  }

  return b.toString();
 }

 public static void addToStringBuilder() {
  List list = new ArrayList();
  list.add(" I ");
  list.add(" play ");
  list.add(" Bourgeois ");
  list.add(" guitars ");
  list.add(" and ");
  list.add(" Huber ");
  list.add(" banjos ");

  System.out.println(StringBuilderTester.appendItemsToStirngBuffer(list));
 }

 public static String appendItemsToStirngBuffer(List list) {
  StringBuffer b = new StringBuffer();

  for (Iterator i = list.iterator(); i.hasNext();) {
   b.append(i.next()).append(" ");
  }

  return b.toString();
 }

 public static void addToStringBuffer() {
  List list = new ArrayList();
  list.add(" I ");
  list.add(" play ");
  list.add(" Bourgeois ");
  list.add(" guitars ");
  list.add(" and ");
  list.add(" Huber ");
  list.add(" banjos ");

  System.out.println(StringBuilderTester.appendItemsToStirngBuffer(list));
 }

 public static void main(String[] args) {
  stringTest();
  stringBufferTest();
  stringBuilderTest();
  addToStringBuffer();
  addToStringBuilder();
 }
}

上面的程序结果如下:
5266 millis has elapsed when used String. 
375 millis has elapsed when used StringBuffer. 
281 millis has elapsed when used StringBuilder. 
 I   play   Bourgeois   guitars   and   Huber   banjos  
 I   play   Bourgeois   guitars   and   Huber   banjos 
从上面的结果来看,这三个类在单线程程序中的性能差别一目了然,采用String对象时,即使运行次数仅是采用其他对象的1/100,其执行时间仍然比其他对象高出25倍以上;而采用StringBuffer对象和采用StringBuilder对象的差别也比较明显,前者是后者的1.5倍左右。由此可见,如果我们的程序是在单线程下运行,或者是不必考虑到线程同步问题,我们应该优先使用StringBuilder类;当然,如果要保证线程安全,自然非StringBuffer莫属了。

除了对多线程的支持不一样外,这两个类的使用几乎没有任何差别,上面的例子就是个很好的说明。appendItemsToStringBuiler和appendItemsToStirngBuffer两个方法除了采用的对象分别为StringBuilder和StringBuffer外,其他完全相同,而效果也完全相同。


<think> 我们正在讨论StringBuilderStringBuffer区别。根据引用[1][2][3]: 1. 线程安全性:StringBuffer是线程安全的(它的方法是同步的),而StringBuilder是非线程安全的。 2. 性能:由于StringBuilder没有同步开销,因此它的性能优于StringBuffer。 3. 使用场景:在单线程环境下建议使用StringBuilder,多线程环境下使用StringBuffer。 引用[4]中提到StringBuffer内部使用了一个字符数组(toStringCache)来缓存字符串,并且该数组是transient的(不会被序列化)。而StringBuilder则没有这种缓存机制(也没有同步),因此更高效。 总结: - 相同点:两者都用于可变字符串操作,避免了String不可变带来的性能问题。 - 不同点:线程安全性和性能。 现在,按照要求生成相关问题。 </think> ### StringBuilder StringBuffer区别 StringBuilderStringBuffer 都是 Java 中用于高效处理字符串的可变字符序列类,核心区别在于**线程安全性**和**性能表现**: | **特性** | **StringBuilder** | **StringBuffer** | |----------------|-------------------------|---------------------------| | **线程安全** | ❌ 非线程安全(方法未同步)[^1][^2] | ✅ 线程安全(方法用 `synchronized` 修饰)[^1][^3] | | **性能** | ⚡ 更高(无同步开销)[^2][^3] | ⚠️ 较低(同步锁造成性能损耗)[^3] | | **适用场景** | 单线程环境[^2] | 多线程并发环境[^1][^3] | | **底层实现** | 可变字符数组(无缓存优化)[^4] | 可变字符数组(带 `transient char[] toStringCache` 缓存)[^4] | | **版本引入** | Java 5+[^2] | Java 1.0+ | #### 关键细节说明 1. **线程安全性差异** - StringBuffer 的所有公开方法(如 `append()`, `insert()`)均用 `synchronized` 修饰[^3],保证多线程操作时数据一致性,但会增加锁竞争开销。 - StringBuilder 未做同步处理,多线程操作可能导致数据错乱[^2]。 2. **性能对比** - 单线程环境下,StringBuilder 的字符串操作速度比 StringBuffer 快约 **10%~15%**[^3],因其避免同步锁开销。 示例代码性能测试: ```java // StringBuilder 示例(高效但非线程安全) StringBuilder sb = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < 10000; i++) { sb.append(i); // 无锁竞争,快速追加 } // StringBuffer 示例(线程安全但较慢) StringBuffer sbf = new StringBuffer(); for (int i = 0; i < 10000; i++) { sbf.append(i); // 每次追加需获取锁 } ``` 3. **底层实现优化** - StringBuffer 的 `toStringCache` 字段用于缓存最后一次 `toString()` 的结果[^4],但每次修改内容时会清空缓存,实际优化有限。 - StringBuilder 无此缓存,纯粹依赖字符数组操作,结构更轻量[^4]。 #### 使用建议 - **优先选择 StringBuilder**:在单线程场景(如方法内部、局部变量)中,其性能优势显著[^2][^3]。 - **仅需 StringBuffer**:当字符串需被多个线程共享修改时(如全局变量、Servlet 成员变量)[^1]。 > 例如:Web 应用的局部方法内拼接 SQL 语句 → 用 `StringBuilder`;而分布式缓存的共享字符串操作 → 用 `StringBuffer`。
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