String,StringBuffer,StringBuilder三者的区别

本文对比了String、StringBuffer和StringBuilder在字符串处理中的优缺点,并详细解释了它们在执行速度上的差异及适用场景。

本文转载自https://www.cnblogs.com/A_ming/archive/2010/04/13/1711395.html

  最近学习到StringBuffer,心中有好些疑问,搜索了一些关于String,StringBuffer,StringBuilder的东西,现在整理一下。

关于这三个类在字符串处理中的位置不言而喻,那么他们到底有什么优缺点,到底什么时候该用谁呢?下面我们从以下几点说明一下

  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

    从上面的名字可以看到,String是“字符串常量”,也就是不可改变的对象。对于这句话的理解你可能会产生这样一个疑问  ,比如这段代码:

1  String s  =   " abcd " ;
2  =  s + 1 ;
3  System.out.print(s); //  result : abcd1

 

       我们明明就是改变了String型的变量s的,为什么说是没有改变呢? 其实这是一种欺骗,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。

     而StringBuffer与StringBuilder就不一样了,他们是字符串变量,是可改变的对象,每当我们用它们对字符串做操作时,实际上是在一个对象上操作的,这样就不会像String一样创建一些而外的对象进行操作了,当然速度就快了。

  3.一个特殊的例子:

1  String str  =  “This is only a”  +  “ simple”  +  “ test”;
3  StringBuffer builder  =   new  StringBuilder(“This is only a”).append(“ simple”).append(“ test”);

 

  

    你会很惊讶的发现,生成str对象的速度简直太快了,而这个时候StringBuffer居然速度上根本一点都不占优势。其实这是JVM的一个把戏,实际上:

    String str = “This is only a” + “ simple” + “test”;

    其实就是:

    String str = “This is only a simple test”;

    所以不需要太多的时间了。但大家这里要注意的是,如果你的字符串是来自另外的String对象的话,速度就没那么快了,譬如:

    String str2 = “This is only a”;

    String str3 = “ simple”;

    String str4 = “ test”;

    String str1 = str2 +str3 + str4;

    这时候JVM会规规矩矩的按照原来的方式去做。

  4.StringBuilder与 StringBuffer

    StringBuilder:线程非安全的

    StringBuffer:线程安全的

    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

 

          偶是初学者,只是总结了自己学习的东西,难免写的东西里有别人的,学习是记忆的过程,这些东西只是用来学习罢了,有些东西可能不对,希望各位给予指正。

<think>嗯,用户之前问过关于String类能否被继承的问题,现在又接着问StringStringBufferStringBuilder区别。看来他们可能是在学习Java字符串处理相关的知识,或者是在准备面试题。我需要详细分析这三个类的区别,确保回答全面且易懂。 首先,要明确这三个类的用途设计目的。String是不可变的,而StringBufferStringBuilder是可变的。但用户可能需要知道为什么会有这样的设计,以及在实际应用中如何选择。 然后,线程安全是一个重点。StringBuffer是线程安全的,因为它的方法都是同步的,而StringBuilder不是。需要解释清楚线程安全的概念,以及在不同场景下的影响。 性能比较也很重要。通常StringBuilder在单线程下更快,但为什么?需要提到同步带来的开销,以及字符串操作的频繁程度如何影响性能。 接下来,可能需要举例说明它们的用法差异。比如字符串拼接时,使用String会生成多个对象,而使用StringBuilderStringBuffer可以避免这种情况,提高效率。 用户可能还会关心什么时候应该用哪个类。比如在单线程环境下推荐使用StringBuilder,多线程则用StringBuffer,而String适用于不需要修改字符串内容的情况。 此外,需要提到JVM对String的优化,比如字符串常量池,以及如何通过final关键字保证不可变性。还有,StringBufferStringBuilder的API几乎相同,但同步处理不同。 要避免过于技术化的术语,用简单易懂的语言解释。可能还要对比它们的继承结构,比如都继承自AbstractStringBuilder,但String是独立的。 最后,总结三者区别,强调线程安全、可变性性能,并给出使用建议。这样用户能有一个清晰的比较,方便记忆应用。</think>--- ### 🚩 核心区别总结 | 特性 | `String` | `StringBuffer` | `StringBuilder` | |--------------------|---------------------------|---------------------------|---------------------------| | **可变性** | 不可变 | 可变 | 可变 | | **线程安全** | 天然安全(不可变) | 安全(同步方法) | 不安全(无同步) | | **性能** | 高频修改性能差 | 线程安全但较慢 | 单线程下最快 | | **内存开销** | 易产生大量中间对象 | 对象复用 | 对象复用 | | **适用场景** | 常量字符串/少量操作 | 多线程字符串操作 | 单线程字符串操作 | --- ### 1️⃣ **不可变的 `String`** ```java String str = "Hello"; str += " World"; // 实际生成新对象:效率低下 ``` #### 核心特点: - **不可变性**:每次操作都生成新对象(适合缓存、哈希键等场景) - **字符串常量池优化**:相同字面量复用对象(`"a" + "b"` 编译期优化为 `"ab"`) - **线程安全**:无需额外同步(天然线程安全) #### 典型使用场景: - 配置文件读取 - HTTP 请求参数 - 数据库连接字符串等**不需要修改**的场景 --- ### 2️⃣ **线程安全的 `StringBuffer`** ```java StringBuffer sb = new StringBuffer(); sb.append("Hello").append(" World"); // 直接修改原对象 ``` #### 核心特点: - **同步方法**:所有关键方法用 `synchronized` 修饰(线程安全但性能较低) - **初始容量 16**:自动扩容(每次扩容 `旧容量*2 + 2`) - **方法链调用**:支持链式写法(`append().insert().delete()`) #### 典型使用场景: - 多线程环境下的日志拼接 - 并发服务器中的请求处理 - **JDK 1.0** 开始存在(早期方案) --- ### 3️⃣ **高性能的 `StringBuilder`** ```java StringBuilder sb = new StringBuilder(); sb.append("Java").reverse(); // 直接修改原对象 ``` #### 核心特点: - **无同步开销**:方法未加锁(单线程性能比 `StringBuffer` 高约 **10-15%**) - **初始容量 16**:扩容逻辑与 `StringBuffer` 相同 - **JDK 1.5+** 引入:为单线程场景优化 #### 典型使用场景: - 单线程下的 JSON/XML 构建 - 循环体内的字符串处理 - 高频字符串操作(如大数据处理) --- ### ⚡️ 性能对比测试 ```java // 测试代码片段 public void testPerformance() { int N = 100000; // String 测试 long start = System.currentTimeMillis(); String s = ""; for (int i = 0; i < N; i++) { s += i; // 每次循环创建新对象 } System.out.println("String: " + (System.currentTimeMillis() - start) + "ms"); // StringBuffer 测试 start = System.currentTimeMillis(); StringBuffer sb1 = new StringBuffer(); for (int i = 0; i < N; i++) { sb1.append(i); } System.out.println("StringBuffer: " + (System.currentTimeMillis() - start) + "ms"); // StringBuilder 测试 start = System.currentTimeMillis(); StringBuilder sb2 = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < N; i++) { sb2.append(i); } System.out.println("StringBuilder: " + (System.currentTimeMillis() - start) + "ms"); } ``` #### 典型结果(10万次循环): - `String`: 约 **5000ms**(产生大量垃圾对象) - `StringBuffer`: 约 **10ms** - `StringBuilder`: 约 **5ms** --- ### 🛠️ 选型建议 1. **优先用 `String`** - 数据不经常变化 - 需要作为常量使用(如 `Map` 的键) 2. **多线程操作 → `StringBuffer`** - 多线程日志处理 - 并发环境下的字符串组装 3. **单线程操作 → `StringBuilder`** - 循环体内字符串操作 - SQL 语句拼接 - 高频字符串处理 --- ### 📌 底层实现揭秘 #### 共有特性(`StringBuffer`/`StringBuilder`): ```java // AbstractStringBuilder 中的核心存储 char[] value; // 动态数组存储字符 int count; // 实际字符数量 ``` #### 扩容机制: 1. 计算新容量 = `原容量*2 + 2` 2. 如果仍不足,直接扩容到**目标长度** 3. 调用 `Arrays.copyOf()` 复制数据 --- ### ❌ 常见误区 1. **错误认知**:`StringBuilder` 在所有场景都比 `StringBuffer` 快 **真相**:在单线程下更快,但在多线程中频繁同步时可能更慢 2. **错误写法**:在循环中用 `+` 拼接字符串 **修正**:应使用 `StringBuilder`(编译器不会优化循环内的 `+` 操作) 3. **过度优化**:预设容量(仅在超大数据处理时有意义) ```java // 合理预设容量(减少扩容次数) StringBuilder sb = new StringBuilder(1024); ``` --- **总结**:理解三者的差异是写出高效 Java 代码的基础,根据线程安全性能需求做出精准选择。
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