String、StringBuffer,StringBuilder_Allione_新浪博客

本文对比了String、StringBuffer与StringBuilder在执行速度与线程安全性的差异,详细解析了String不可变的原因及其带来的优势。

目录:三者执行速度比较及原因;三者线程安全比较;String不可变原因 

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

   2.String <(StringBuffer,StringBuilder)的原因

    String:字符串常量

    StringBuffer:字符串变量

    StringBuilder:字符串变量

例如:​String s = "abcd";

          s = s+1;

         System.out.print(s);// result : abcd1

JVM是这样解析这段代码的:首先创建对象s,赋予一个abcd,然后再创建一个新的对象s用来执行第二行代码,也就是说我们之前对象s并没有变化,所以我们说String类型是不可改变的对象了,由于这种机制,每当用String操作字符串时,实际上是在不断的创建新的对象,而原来的对象就会变为垃圾被GC回收掉,可想而知这样执行效率会有多底

​3.StringBuilder与 StringBuffer 

    StringBuilder:线程非安全的、速度快

    StringBuffer:线程安全

StringBuffer源码

      StringBuffer源码中的方法都是Synchronized进行修饰的,保证了线程安全性。

  当我们在字符串缓冲去被多个线程使用是,JVM不能保证StringBuilder的操作是安全的,虽然他的速度最快,但是可以保证StringBuffer是可以正确操作的。当然大多数情况下就是我们是在单线程下进行的操作,所以大多数情况下是建议用StringBuilder而不用StringBuffer的,就是速度的原因。

​  对于三者使用的总结

 1.如果要操作少量的数据用 = String                      

 2.单线程操作字符串缓冲区下操作大量数据 = StringBuilder

 3.多线程操作字符串缓冲区下操作大量数据 = StringBuffer

4、String不可变的原因

 设计考虑,效率优化问题,以及安全性这三大方面. 事实上,这也是Java面试中的许多 "为什么" 的答案。

为什么String被设计为不可变?

1)安全首要原因是安全,不仅仅体现在你的应用中,而且在JDK中,Java的类装载机制通过传递的参数(通常是类名)加载类,这些类名在类路径下,String被许多的Java类(库)用来当做参数,例如 网络连接地址URL,文件路径path,还有反射机制所需要的String参数等, 假若String不是固定不变的,将会引起各种安全隐患。想象一下,假设String是可变的,一些人通过自定义类装载机制分分钟黑掉应用。如果没有了安全,Java不会走到今天。

2)性能, string不可变的设计出于性能考虑,当然背后的原理是string pool,当然string pool不可能使string类可变,不可变的string更好的提高性能。

3)线程安全, 当多线程访问时,不可变对象是线程安全的,不需要什么高深的逻辑解释,如果对象不可变,线程也不能改变它。

 

 

 

 

 


### 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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