String 、StringBuilder、StringBuffer的区别 hr

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。

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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。

在 Java 中,`String`、`StringBuilder` 和 `StringBuffer` 都用于处理字符串,但它们有着明显的区别: ### 1. **String** - **不可变性**:一旦创建了 `String` 对象,就不能修改它的内容。每次对 `String` 的操作实际上都会生成一个新的 `String` 实例。 - **线程安全**:由于它是不可变的,因此天生就是线程安全的。 - **性能考虑**:频繁地拼接字符串会带来较大的开销,因为每次都需要创建新对象并复制原有数据。 #### 示例: ```java String s = "Hello"; s += ", World!"; // 上述代码实际是新建了一个包含“Hello, World!”的新字符串,并将引用指向它 ``` ### 2. **StringBuilder** - **可变性**:允许在其上进行多次追加或其他变更而不必每次都产生新的实例,效率较高。 - **非线程安全**:这意味着如果多个线程同时访问并尝试修改同一个 `StringBuilder` 实例,则可能会导致错误的结果或异常。 - **适合单线程环境下的大量字符串操作** #### 示例: ```java StringBuilder sb = new StringBuilder(); sb.append("Hello").append(", ").append("World!"); System.out.println(sb.toString()); // 输出: Hello, World! ``` ### 3. **StringBuffer** - **可变性**:同样支持高效的字符串构建和编辑功能。 - **线程安全**:所有的方法都是同步化的,即一次只允许一个线程执行这些方法,保证不会发生并发问题。但这通常会导致比 `StringBuilder` 更慢的速度。 - **适用于需要跨线程共享的情况** #### 示例: ```java StringBuffer sf = new StringBuffer(); sf.append("Hello").append(", ").append("World!"); System.out.println(sf.toString()); // 输出: Hello, World! ``` 综上所述,如果你的应用程序只需要在一个单独的线程中进行大量的字符串连接或者构造复杂的字符串表达式,那么建议使用 `StringBuilder` 来获得更好的性能;而当涉及到多线程环境下对同一字符串资源的竞争读写时,则应选用 `StringBuffer` 以确保安全性;至于普通的常量文本表示则推荐使用 `String`. ---
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