String StringBuffer StringBuilder性能比较

本文提供了一个Java程序示例,通过对比String、StringBuffer与StringBuilder在循环追加字符串时的性能表现,展示了不同字符串操作方式的效率差异。
public class Huhu {
    public static void main(String[] args) {
        Integer s0 = 0;
        long startTime0 = System.currentTimeMillis();

        while (true) {
            s0 += 1;
            if (s0 == 100000) {
                long endTime0 = System.currentTimeMillis();
                System.out.println(endTime0 - startTime0);
                break;
            }
        }

        String s1 = "";
        long startTime1 = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            s1 +='a';
        }
        long endTime1 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(endTime1 - startTime1);
        
        StringBuffer s2 = new StringBuffer();
        long startTime2 = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            s2 = s2.append("a");
        }
        long endTime2 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(endTime2 - startTime2);

        StringBuilder s3 = new StringBuilder();
        long startTime3 = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            s3 = s3.append("a");
        }
        long endTime3 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(endTime3 - startTime3);
    }

}

### 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,通过运算符向右移动 1 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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