Java Java String、StringBuffer 和 StringBuilder 的区别

pearson · 2022-04-19 19:59:34 · 热度: 5

String

String:字符串常量,字符串长度不可变。Java 中 String 是 immutable(不可变)的。

String 类的包含如下定义:

/** The value is used for character storage. */
private final char value[];

/** The offset is the first index of the storage that is used. */
private final int offset;

/** The count is the number of characters in the String. */
private final int count;

用于存放字符的数组被声明为 final 的,因此只能赋值一次,不可再更改。

StringBuffer(JDK1.0)

StringBuffer:字符串变量(Synchronized,即线程安全)。如果要频繁对字符串内容进行修改,出于效率考虑最好使用 StringBuffer,如果想转成 String 类型,可以调用 StringBuffer 的 toString() 方法。

Java.lang.StringBuffer 线程安全的可变字符序列。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。

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;
  • insert 方法则在指定的点添加字符。

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, "le") 将更改字符串缓冲区,使之包含 starlet

StringBuilder(JDK5.0)

StringBuilder:字符串变量(非线程安全)。在内部,StringBuilder 对象被当作是一个包含字符序列的变长数组。

java.lang.StringBuilder 是一个可变的字符序列,是 JDK5.0 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)。

其构造方法如下:

构造方法 描述
StringBuilder() 创建一个容量为16的StringBuilder对象(16个空元素)
StringBuilder(CharSequence cs) 创建一个包含cs的StringBuilder对象,末尾附加16个空元素
StringBuilder(int initCapacity) 创建一个容量为initCapacity的StringBuilder对象
StringBuilder(String s) 创建一个包含s的StringBuilder对象,末尾附加16个空元素

在大部分情况下,StringBuilder > StringBuffer。这主要是由于前者不需要考虑线程安全。

三者区别

String 类型和 StringBuffer 的主要性能区别:String 是不可变的对象, 因此在每次对 String 类型进行改变的时候,都会生成一个新的 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,性能就会降低。

使用 StringBuffer 类时,每次都会对 StringBuffer 对象本身进行操作,而不是生成新的对象并改变对象引用。所以多数情况下推荐使用 StringBuffer ,特别是字符串对象经常改变的情况下。

在某些特别情况下, String 对象的字符串拼接其实是被 Java Compiler 编译成了 StringBuffer 对象的拼接,所以这些时候 String 对象的速度并不会比 StringBuffer 对象慢,例如:

String s1 = “This is only a” + “ simple” + “ test”;
StringBuffer Sb = new StringBuilder(“This is only a”).append(“ simple”).append(“ test”);

生成 String s1 对象的速度并不比 StringBuffer 慢。其实在 Java Compiler 里,自动做了如下转换:

Java Compiler直接把上述第一条语句编译为:

String s1 = “This is only a simple test”;

所以速度很快。但要注意的是,如果拼接的字符串来自另外的 String 对象的话,Java Compiler 就不会自动转换了,速度也就没那么快了,例如:

String s2 = “This is only a”;  
String s3 = “ simple”;  
String s4 = “ test”;  
String s1 = s2 + s3 + s4;

这时候,Java Compiler 会规规矩矩的按照原来的方式去做,String 的 concatenation(即+)操作利用了 StringBuilder(或StringBuffer)的append 方法实现,此时,对于上述情况,若 s2,s3,s4 采用 String 定义,拼接时需要额外创建一个 StringBuffer(或StringBuilder),之后将StringBuffer 转换为 String,若采用 StringBuffer(或StringBuilder),则不需额外创建 StringBuffer。

使用策略

  • (1)基本原则:如果要操作少量的数据,用String ;单线程操作大量数据,用StringBuilder ;多线程操作大量数据,用StringBuffer。

  • (2)不要使用String类的"+"来进行频繁的拼接,因为那样的性能极差的,应该使用StringBuffer或StringBuilder类,这在 Java 的优化上是一条比较重要的原则。例如:

    String result = "";
    for (String s : hugeArray) {
        result = result + s;
    }
    
    // 使用StringBuilder
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    for (String s : hugeArray) {
        sb.append(s);
    }
    String result = sb.toString();

    当出现上面的情况时,显然我们要采用第二种方法,因为第一种方法,每次循环都会创建一个String result用于保存结果,除此之外二者基本相同(对于jdk1.5及之后版本

  • (3)为了获得更好的性能,在构造 StringBuffer 或 StringBuilder 时应尽可能指定它们的容量。当然,如果你操作的字符串长度(length)不超过 16 个字符就不用了,当不指定容量(capacity)时默认构造一个容量为16的对象。不指定容量会显著降低性能。

  • (4)StringBuilder 一般使用在方法内部来完成类似 + 功能,因为是线程不安全的,所以用完以后可以丢弃。StringBuffer 主要用在全局变量中。

  • (5)相同情况下使用 StringBuilder 相比使用 StringBuffer 仅能获得 10%~15% 左右的性能提升,但却要冒多线程不安全的风险。而在现实的模块化编程中,负责某一模块的 程序员 不一定能清晰地判断该模块是否会放入多线程的环境中运行,因此:除非确定系统的瓶颈是在 StringBuffer 上,并且确定你的模块不会运行在多线程模式下,才可以采用 StringBuilder;否则还是用 StringBuffer。

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