String, StringBuffer, StringBuilder三者区别

本文详细解析了Java中的String、StringBuffer及StringBuilder三种字符串类型的特性和使用场景。重点对比了String与StringBuffer在性能上的区别,以及StringBuffer与StringBuilder在线程安全方面的差异。
String 字符串常量
StringBuffer 字符串变量(线程安全)
StringBuilder 字符串变量(非线程安全)
简要的说,String 类型和 StringBuffer 类型的主要性能区别其实在于 String是不可变的对象, 因此在每次对 String 类型进行改变的时候其实都等同于生成了一个新的 String 对象,然后将指针指向新的 String 对象,所以经常改变内容的字符串最好不要用 String ,因为每次生成对象都会对系统性能产生影响,特别当内存中无引用对象多了以后, JVM 的 GC 就会开始工作,那速度是一定会相当慢的。而如果是使用 StringBuffer 类则结果就不一样了,每次结果都会对 StringBuffer 对象本身进行操作,而不是生成新的对象,再改变对象引用。所以在一般情况下我们推荐使用 StringBuffer ,特别是字符串对象经常改变的情况下。
 
StringBuffer 与 StringBuilder 中的方法和功能完全是等价的,只是StringBuffer 中的方法大都采用了 synchronized 关键字进行修饰,因
此是线程安全的,而 StringBuilder 没有这个修饰,可以被认为是线程不安全的。
 
StringBuilder一个可变的字符序列。此类提供一个与 StringBuffer 兼容的 API,但不保证同步。该类被设计用作 StringBuffer 的一个简易替换,用在字符串缓冲区被单个线程使用的时候(这种情况很普遍)。如果可能,建议优先采用该类,因为在大多数实现中,它比 StringBuffer 要快。 
 
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。

 

### 三者区别 #### 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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