StringBuilder的用法及String，StringBuffer与StringBuilder的区别

BugFree_张瑞

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分类专栏： java学习文章标签： stringbuilder stringbuffer string 字符串 Java

于 2017-03-30 15:33:43 首次发布

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声明：本文大部分内容为参考别人的，自己简单汇总整理了一下。

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, 因为String类的声明是：public final，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。

在大部分情况下 StringBuffer > String

Java.lang.StringBuffer：线程安全的可变字符序列。一个类似于 String 的字符串缓冲区，但不能修改。虽然在任意时间点上它都包含某种特定的字符序列，但通过某些方法调用可以改变该序列的长度和内容。
可将字符串缓冲区安全地用于多个线程。可以在必要时对这些方法进行同步，因此任意特定实例上的所有操作就好像是以串行顺序发生的，该顺序与所涉及的每个线程进行的方法调用顺序一致。
StringBuffer上的主要操作是 append 和 insert 方法，可重载这些方法，以接受任意类型的数据。每个方法都能有效地将给定的数据转换成字符串，然后将该字符串的字符追加或插入到字符串缓冲区中。append 方法始终将这些字符添加到缓冲区的末端；而 insert 方法则在指定的位置添加字符。
例如，如果 z 引用一个当前内容是“start”的字符串缓冲区对象，则此方法调用 z.append(“le”) 会使字符串缓冲区包含“startle”，而 z.insert(4, “ab”) 将更改字符串缓冲区，使之变为“starabtle”。

在大部分情况下 StringBuilder > StringBuffer

java.lang.StringBuilder：一个可变的字符序列，是5.0新增的。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。两者的方法基本相同。

Java中StringBuilder的用法：

String对象是不可改变的。每次使用 System.String类中的方法之一时，都要在内存中创建一个新的字符串对象，这就需要为该新对象分配新的空间。在需要对字符串执行重复修改的情况下，与创建新的 String对象相关的系统开销可能会非常昂贵。如果要修改字符串而不创建新的对象，则可以使用java.lang.StringBuilder类。例如，当在一个循环中将许多字符串连接在一起时，使用 StringBuilder类可以提升性能。

（一）通过用一个重载的构造函数方法初始化变量，可以创建 StringBuilder类的新实例，比如：

StringBuilder testStringBuilder = new StringBuilder("Hello World!");

（二）设置容量和长度：

虽然 StringBuilder对象是动态对象，允许扩充它所封装的字符串中字符的数量，但是您可以为它可容纳的最大字符数指定一个值。此值称为该对象的容量，不应将它与当前 StringBuilder对象容纳的字符串长度混淆在一起。例如，可以创建 StringBuilder类的带有字符串“Hello”（长度为 5）的一个新实例，同时可以指定该对象的最大容量为 25。当修改 StringBuilder时，在达到容量之前，它不会为其自己重新分配空间。当达到容量时，将自动分配新的空间且容量翻倍 int newCapacity = value.length * 2 + 2;。可以使用重载的构造函数之一来指定 StringBuilder类的容量。比如：以下代码可以将 testStringBuilder对象扩充到最大25个空白

StringBuilder testStringBuilder = new StringBuilder("Hello World!",25);

（三）Append方法：
将文本或对象的字符串表示形式添加到由当前 StringBuilder对象表示的字符串的结尾处。

（四）Insert方法：
将字符串或对象添加到当前 StringBuilder中的指定位置。

（五）Remove方法：
从当前 StringBuilder中移除指定数量的字符，移除过程从指定的索引处开始。

（六）Replace方法：
可以用另一个指定的字符来替换 StringBuilder对象内的字符。

如果程序对附加字符串的需求很频繁，不建议使用+来进行字符串的串联。可以考虑使用java.lang.StringBuilder 类，使用这个类所产生的对象默认会有16个字符的容量（capacity），您也可以自行指定初始容量。如果附加的字符超出可容纳的长度，则StringBuilder 对象会自动增加容量以容纳被附加的字符。如果有频繁作字符串附加的需求，使用StringBuilder 类能使效率大大提高。

见下面测试案例：

public class testStringBuilder {

	public static void main(String[] args) {
		String text = "";

		long beginTime = System.currentTimeMillis();
		for (int i = 0; i < 10000; i++)
			text = text + i;
		long endTime = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("普通字符串直接相加的执行时间：" + (endTime - beginTime));

		StringBuffer sbf = new StringBuffer();
		beginTime = System.currentTimeMillis();
		for (int i = 0; i < 10000; i++)
			sbf.append(String.valueOf(i));
		endTime = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("使用StringBuffer的append()方法的执行时间："+ (endTime - beginTime));

		StringBuilder sb = new StringBuilder();
		beginTime = System.currentTimeMillis();
		for (int i = 0; i < 10000; i++)
			sb.append(String.valueOf(i));
		endTime = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("使用StringBuilder的append()方法的执行时间："+ (endTime - beginTime));
	}
}

输出结果：

普通字符串直接相加的执行时间：261
使用StringBuffer的append()方法的执行时间：3
使用StringBuilder的append()方法的执行时间：2

补充：Java中为什么StringBuilder比StringBuffer快？###

首先我们看一下源码：

java.lang.StringBuilder

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

java.lang.StringBuffer

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

可以看到，StringBuffer类的append()方法，都被synchronized所修饰，这就是我们的主角。

synchronized关键字是做什么的呢？在多线程中非常常见，根据用法不同，可以给方法、代码块或对象加锁。以此处为例，当多个线程访问加锁的方法时，每次只有一个线程获得锁，其他线程必须等待该线程释放锁（一般是执行完这个方法），再由下一个线程获得锁，才允许执行该方法。加锁会带来性能上的损耗（毕竟多执行了一些操作，还包括锁等待时的线程阻塞）。

为什么StringBuffer要加锁？StringBuffer就是为了多线程而设计的，这样可以防止多个线程同时操作同一个对象，也就是线程安全。而如果使用多线程操作StringBuilder对象，则无法保证每次append进去的字符串保持原样（随线程数量和数据量增大，出现错乱的概率也越大，跟线程切换有关）。

综上所述，Stringbuilder要比Stringbuffer快。

Question：So，什么时候使用StringBuffer呢？或者StringBuffer的适用场景是什么呢？

stringbuffer固然是线程安全的，stringbuffer固然是比stringbuilder更慢，固然，在多线程的情况下，理论上是应该使用线程安全的stringbuffer的。然而，然而，然而，有谁给我一个实际的案例来显示你需要一个线程安全的string拼接器？

对不起，至少在我浅薄的几年编程生涯中还没有遇到过，也许，仅仅是也许，这个地球上的确是存在这样的编程需求的，然而，它至少跟99.99…99%的程序员是无关的。所以，对于题主的问题，他们的适用场景是什么?

最简单的回答是，stringbuffer基本没有适用场景，你应该在所有的情况下选择使用stringbuiler，除非你真的遇到了一个需要线程安全的场景，如果遇到了，请务必在这里留言通知我。然后，补充一点，关于线程安全，即使你真的遇到了这样的场景，很不幸的是，恐怕你仍然有99.99…99%的情况下没有必要选择stringbuffer，因为stringbuffer的线程安全，仅仅是保证jvm不抛出异常顺利的往下执行而已，它可不保证逻辑正确和调用顺序正确。

大多数时候，我们需要的不仅仅是线程安全，而是锁。最后，为什么会有stringbuffer的存在，如果真的没有价值，为什么jdk会提供这个类？答案太简单了，因为最早是没有stringbuilder的，sun的人不知处于何种愚蠢的考虑，决定让stringbuffer是线程安全的，然后大约10年之后，人们终于意识到这是一个多么愚蠢的决定，意识到在这10年之中这个愚蠢的决定为java运行速度慢这样的流言贡献了多大的力量，于是，在jdk1.5的时候，终于决定提供一个非线程安全的stringbuffer实现，并命名为stringbuilder。顺便，javac好像大概也是从这个版本开始，把所有用加号连接的string运算都隐式的改写成stringbuilder。

如果没有循环的情况下，单行用加号拼接字符串是没有性能损失的，java编译器会隐式的替换成stringbuilder，但在有循环的情况下，编译器没法做到足够智能的替换，仍然会有不必要的性能损耗，因此，用循环拼接字符串的时候，还是老老实实的用stringbuilder吧。

String s1 = "aaaaa"; 
String s2 = "bbbbb"; 
String r = null;
int i = 3694;
r = s1 + i + s2;

通过查看字节码可以发现，上述代码中，JVM内部使用的是创建了一个StringBuilder完成拼接工作！！

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