Java中String、StringBuffer和StringBuilder的区别

Java中String、StringBuffer和StringBuilder的区别

       在Java中String、StringBuffer和StringBuilder是处理字符串常用的类，三者都封装在java.lang包中，三者都被final修饰，所以不能被继承。所以主要从三者的可变性、性能和安全性讨论三者的不同：

三者的结构：

一、可变性

1、String：String为字符串常量，即String对象创建后不能被修改，每次对字符串操作都会产生新的对象，旧的对象会被GC回收。使用字符数组保存字符串：private final char value[ ];

（1）、以赋值方式创建时，会到Java方法空间的字符串常量池中寻找，如果没有则会创建一个并返回内存地址赋值给对象变量，如果有就返回字符串常量池中返回内存地址赋值给对象变量

（2）、以new方式创建时，则直接在堆中开辟空间，返回地址赋值给对象变量，不会去字符串常量池中寻找。

（3）、String对象的修改假象

String str = “hello”；
str=str + “world”；
System.out.println(str);

 

当我们执行上面上面代码是控制台输出：helloworld，String看似被修改了，其实这是个假象。整个执行过程是这样的：

1. 执行String str = “hello”时，先创建一个str对象，在堆中开辟一个空间存放“hello”，并把内存地址赋值给str；
2. 执行str = str + “world”时，先在堆内存中开辟新的空间存放“world”，然后再开辟新的内存空间存放str + “world”，即“hello world”，然后将“hello world”在堆中的内存地址返回赋值给str；
3. System.out.println（str）：输出。

 2、StringBuffer与StringBuilder：可改变的Unicode字符序列，两者的对象是变量，对变量进行操作就是直接对该对象进行更改，而不会再次创建和回收的操作。使用字符数组保存字符串：char[ ] value;

（1）、创建时通过new初始化对象，通过对象调用相应方法；

（2）、StringBuffer 和 StringBuilder 类的对象能够被多次的修改，并且不产生新的未使用对象。

二、性能：StringBuilder > StringBuffer > String

1、StringBulder：没有实现线程安全功能，操作时不需要加锁，所以性能较高；

2、StringBuffer：实现了线程安全，在每次操作时都要判断锁，性能较StringBuilder慢；

3、String：每次操作时都会创建一个新的对象，从而经历了创建新对象，销毁旧对象的过程，所以性能最慢。

三、线程安全

1、StringBulder：没有实现线程安全功能，不具备多线程安全，但是在单线程情景下，性能最高；

2、StringBuffer：方法大都通过synchronized关键字修饰，实现了线程安全；

3、String：对象是不可变，通过final关键字修饰为一个常量，所以是线程安全的。

四、StringBuffer的初始化及扩容

1、StringBuffer()：初始容量可以容纳16个字符，当该对象存放的字符大于16时，实体的容量会自动扩容，

2、StringBuffer(int size)：可以指定该对象初始化容量为size长度的字符个数，当该对象存放的字符序列大于size时，实体的容量会自动扩容；

3、StringBuffer(String s)：可以指定该对象的初始容量为该s字符串的长度再加上16个字符，当该对象存放的字符序列大于初始容量时，实体的容量会自动扩容；

StringBuffer对象可以通过length()方法获取实体中存放的字符序列长度，通过capacity()方法来获取当前实体的实际容量。

扩容算法：

1、使用append()方法在字符串后面追加东西的时候，如果长度超过了该字符串存储空间大小了就需要进行扩容：构建新的存储空间来存储更大的字符串，将旧的复制过去；

2、再进行字符串append添加的时候，会先计算添加后字符串大小，传入一个方法：ensureCapacityInternal 这个方法进行是否扩容的判断，需要扩容就调用expandCapacity方法进行扩容；

3、尝试将新容量扩为大小变成2倍+2   if 判断一下 容量如果不够，直接扩充到需要的容量大小。

（五）、StringBuilder与StringBuffer的共同点

1、都有一个公共的AbstractStringBulder抽象类；

2、都会调用AbstractStringBuilder方法，如super.append(...)，只是StringBuffer为了实现线程安全，会用关键字synchronized修饰；

3、都是final关键字修饰的类,不允许被继承。

（六）、总结

1、String：适用于字符串少量操作的情况；

2、StringBuffer：适用于在多线程环境下字符串大量操作的情况；

3、StringBuilder：适用于在单线程环境下字符串大量操作的情况。

 

以上是我自己平时学习的一个小知识点，如果有错误的地方，欢迎大家批评指正，谢谢！！