String,StringBuffer以及StringBuilder的区别

本文详细比较了String、StringBuilder和StringBuffer三种字符串操作方式的优缺点,包括执行效率、线程安全性及适用场景等。

最近学到StringBuilder,就想搞明白关于String,StringBuilder,StringBuilder的区别,现在我就整理一下。

关于这三个类在字符串界的位置是不言而喻的,那么它们之间有啥重要的区别和有优点呢?

(1)三者在执行速率方面的比较:StringBuilder > StringBuffer > String;

(2)String唯一的好处:它是常量,程序的至始至终不会改变,存放在方法区的常量池中,可以供多个线程共享;

  StringBuilder字符串变量,不是线程安全的,不能被多个线程共享,类中的方法没有使用synchronized 加锁机制;

  StringBuffer字符串变量,是线程安全的,能被多个同步线程共享,类中的方法都被synchronized 关键字加锁。

(3)String < (StringBuilder,StringBuffer)的原因:

String是字符串常量,是不可以改变的;StringBuilder和StringBuffer是变量,因此是可以改变的!

【示例代码】

String str = "dog ";
		str = str + "is animal";
		System.out.println(str);	//dog is animal


解释:明明改变了String 的值,为什么会说没有改变呢?其实这是一种欺骗,JVM是这样解析这段代码的:首先创建一个字符串对象,赋值为"dog",将其对象引用赋值给str引用变量;然后执行第二段代码,JVM会自动的默认原字符串对象失效,自动的新创建一个新的字符串对象,赋值为"dog is animal",将其str引用指向新字符串,等到下一次JVM的GC(垃圾回收)自动将其原字符串对象所占内存回收,可想而知这样执行效率有多低!

而StringBuffer和StringBuilder变量就不一样了,它们是字符串变量,调用append()方法,会自动的将其追加的字符串追加到原串的尾部,不会新分配堆内存创建新对象,当然速率就很快啦!

	StringBuffer strBuffer = new StringBuffer("dog ");
		strBuffer.append("is animal");
		System.out.println(strBuffer);	//dog is animal

【实例代码】

 public synchronized StringBuffer append(String str) {
        super.append(str);
        return this;
    }

 

解释:可以看到StringBuffer类中的append()方法在进行字符串追加时,自动的在其方法上通过 synchronized关键字加锁,从而实现了多线程在访问该字符串变量中的字符串时,就是同步访问;加锁会使程序中的字符串访问安全,但是效率十分缓慢,非常低(相比StringBuffer来说很低,但是不需要重新分配内存,效率又比String类高);

 

【实例代码】

StringBuilder strBuilder = new StringBuilder("dog ");
		strBuilder.append("is animal");
		System.out.println(strBuilder);	//dog is animal

使用append()方法时,查看源代码:


 public StringBuilder append(String str) {
        super.append(str);
        return this;
    }

可以看到StringBuilder 类中的append()方法在进行字符串追加时,自动的在其方法上未使用synchronized 关键字加锁,因此不能保证多线程中访问字符串安全问题;并且也没有重新的分配内存,故而访问的效率最高。

 当字符串被多个线程使用时,JVM不能保证StringBuilder的操作是安全的,虽然它的速度最快,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。

1.如果要操作少量的数据使用:String

2.单线程操作字符串缓冲区下操作大量数据使用:StringBuilder

3.多线程操作字符串缓冲区下操作大量数据使用:StringBuffer


在 Java 中,`String`, `StringBuilder` 和 `StringBuffer` 是处理字符串的三个常用类。它们各有特点,适用于不同的应用场景。下面是关于这三个类的主要区别的详细介绍: ### 1. **不可变性 vs 可变性** - **String** - 特点:`String` 类的对象是**不可变**的(immutable),即每次对 `String` 对象的操作都会创建新的对象。 - 示例: ```java String str = "Hello"; str += " World"; // 实际上生成了一个新对象:"Hello World" ``` - **StringBuilder & StringBuffer** - 特点:这两个类都是**可变**的(mutable),可以在原对象基础上直接修改内容而不必每次都新建对象。 - 这使得频繁操作字符串时效率更高。 ### 2. **线程安全** - **String** - 线程安全与否并不适用,因为它本身就是不可变的,所以不用担心多线程环境下的同步问题。 - **StringBuffer** - 提供了内置的线程安全保障机制,所有的方法都被 synchronized 关键字修饰,因此它是线程安全的。 - 因此,在多线程环境中使用更为合适,但由于锁机制的存在,性能相对较低。 - **StringBuilder** - 没有提供任何形式的线程安全性措施,所以在单线程环境下运行速度更快。 - 单线程或不需要考虑并发的情况下推荐优先选择 `StringBuilder`。 ### 3. **性能对比** 由于 `StringBuffer` 的所有方法都带有同步控制,所以在高频率更新字符串的情景下,它的开销比 `StringBuilder` 要大得多。相比之下,`StringBuilder` 更加高效,但在需要保证线程安全的地方就不如前者。 #### 性能测试示例: ```java public class PerformanceTest { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { long start; StringBuilder sb = new StringBuilder(); start = System.currentTimeMillis(); for (int i = 0; i < 50000; ++i) sb.append("a"); System.out.println("Time taken by StringBuilder: " + (System.currentTimeMillis() - start)); StringBuffer sf = new StringBuffer(); start = System.currentTimeMillis(); for (int i = 0; i < 50000; ++i) sf.append("a"); System.out.println("Time taken by StringBuffer: " + (System.currentTimeMillis() - start)); // 测试 String (这里仅做展示目的) String s = ""; start = System.currentTimeMillis(); for (int i = 0; i < 50000; ++i) s += "a"; System.out.println("Time taken by String concatenation: " + (System.currentTimeMillis() - start)); } } ``` 从上述代码可以看出,在循环中进行大量拼接操作时,`StringBuilder` 明显快于 `StringBuffer`,而 `String` 的表现最差。 综上所述, - 如果你需要一个简单的字符串并且不打算更改它,那就用 `String`. - 若是在单一任务内构建大量的动态文本,请选用 `StringBuilder`. - 当涉及到多线程并行访问同一个缓冲区的情况,则应采用 `StringBuffer`.
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