简单分析String, StringBuilder, StringBuffer

本文探讨了Java中String类不可继承的原因及其final修饰符的作用,并对比了StringBuilder与StringBuffer在多线程环境下的线程安全性差异。
  1. 经常会看到String是否可以被继承
    答案是否,因为String被final修饰。当final修饰一个类时,表示这个类不能被继承。
  2. (插曲)此时可能会考虑到,final和static有何区别
    用一段代码结果来看区别,结果显而易见。
    static在类初始化是赋值,不可变,只能赋值一次。final是保证变量不可变。
    public class FinalTest {
    
    	public static void main(String[] args) {
    		Test test1 = new Test();
    		Test test2 = new Test();
    		System.out.println(test1.toString());
    		System.out.println(test2.toString());
    	}
    
    }
    
    class Test {
    	public final double f = Math.random();
    	public static double s = Math.random();
    	
    	@Override
    	public String toString() {
    		return "final random is " + f + "\n" + "static random is " + s;
    	}
    	
    }
    
    final random is 0.7707833941239641
    static random is 0.12176082284109735
    final random is 0.9269186394479977
    static random is 0.12176082284109735

     

  3. StringBuilder和StringBuffer线程安全问题
    读源码可以发现StringBuffer方法都被synchronized关键字修饰,能保证线程安全,二StringBuilder则没有。
    下面用代码做一个简单测试
    public static void main(String[] args) {
    	final StringBuilder builder = new StringBuilder();
    	final StringBuffer buffer = new StringBuffer();
    	ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
    	for (int i = 0; i < 1000; i++) {
    		exec.submit(() -> {
    			for (int j = 0; j < 1000; j++) {
    				builder.append("1");
    				buffer.append("1");
    			}
    		});
    	}
    	exec.shutdown();
    	while (true) {
    		if (exec.isTerminated()) {
    			System.out.println("StringBuilder: " + builder.length());
    			System.out.println("StringBuffer: " + buffer.length());
    			break;
    		}
    	}
    }
    
    
    结果:
        StringBuilder: 997972
        StringBuffer: 1000000

     

 

 

### 区别概述 在Java中,`String`、`StringBuilder`和`StringBuffer`都是用来处理字符串的类,但它们之间存在显著的区别,主要体现在性能、线程安全性和使用场景上。 #### 不可变性与线程安全性 - `String`对象是不可变的,这意味着一旦创建了一个`String`对象,其内容就不能被改变。这种不可变性使得`String`对象天然地具备线程安全性,可以在多线程环境中自由传递而无需担心数据一致性问题[^2]。 - `StringBuilder`和`StringBuffer`都提供了可变的字符串操作功能,但是`StringBuffer`通过在方法级别上添加`synchronized`关键字实现了线程安全,而`StringBuilder`则没有这样的机制,因此它的执行效率更高,但不适合在多线程环境下使用[^2]。 #### 性能考虑 - 当需要频繁修改字符串内容时,使用`String`会导致大量的临时对象产生,因为每次修改都会创建新的`String`实例。相比之下,`StringBuilder`和`StringBuffer`可以就地修改字符串内容,减少了内存分配和垃圾回收的压力,提高了程序性能[^4]。 - 在单线程环境下推荐使用`StringBuilder`,因为它没有同步开销;而在多线程应用中,则应选择`StringBuffer`以确保线程安全[^2]。 #### 转换方法 - 三者之间可以通过特定的方法相互转换。例如,将`String`转换为`StringBuilder`或`StringBuffer`可以通过构造函数直接完成;反之,调用`toString()`方法即可将`StringBuilder`或`StringBuffer`转换为`String`。此外,还存在专门的方法用于`StringBuffer`与`StringBuilder`之间的互转[^1]。 #### 示例代码 ```java // String to StringBuilder StringBuilder sb = new StringBuilder("example"); // StringBuilder to String String str = sb.toString(); // StringBuffer to StringBuilder StringBuffer sf = new StringBuffer("test"); StringBuilder sbFromSf = new StringBuilder(sf); // StringBuilder to StringBuffer StringBuffer sfFromSb = new StringBuffer(sb); ``` ###
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