浅谈 Java 字符串

我们先要记住三者的特征:

  • 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)

一、定义

查看API会发现,String、StringBuffer、StringBuilder都实现了 CharSequence接口,虽然它们都与字符串相关,但是其处理机制不同。

  • String:是不可改变的量,也就是创建后就不能在修改了。
  • StringBuffer:是一个可变字符串序列,它与String一样,在内存中保存的都是一个有序的字符串序列(char类型的数组),不同点是StringBuffer对象的值都是可变的。
  • StringBuilder:与StringBuffer类基本相同,都是可变字符换字符串序列,不同点是StringBuffer是线程安全的,StringBuilder是线程不安全的。 在性能方面,由于String类的操作是产生新的String对象,而StringBuilder和StringBuffer只是一个字符数组的扩容而已,所以String类的操作要远慢于StringBuffer和StringBuilder。

二、使用场景

  • 使用String类的场景:在字符串不经常变化的场景中可以使用String类,例如常量的声明、少量的变量运算。
  • 使用StringBuffer类的场景:在频繁进行字符串运算(如拼接、替换、删除等),并且运行在多线程环境中,则可以考虑使用StringBuffer,例如XML解析、HTTP参数解析和封装。
  • 使用StringBuilder类的场景:在频繁进行字符串运算(如拼接、替换、和删除等),并且运行在单线程的环境中,则可以考虑使用StringBuilder,如SQL语句的拼装、JSON封装等。

三、分析

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。

而如果是使用 StringBuffer 类则结果就不一样了,每次结果都会对 StringBuffer 对象本身进行操作,而不是生成新的对象,再改变对象引用。所以在一般情况下我们推荐使用 StringBuffer ,特别是字符串对象经常改变的情况下。而在某些特别情况下, String 对象的字符串拼接其实是被 JVM 解释成了 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,而特别是以下的字符串对象生成中, String 效率是远要比 StringBuffer 快的:

String S1 = “This is only a" + “ simple" + “ test";
StringBuffer Sb = new StringBuilder(“This is only a").append(“ simple").append(“ test");

你会很惊讶的发现,生成 String S1 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,在 JVM 眼里,这个

String S1 = “This is only a" + “ simple" + “test"; 其实就是:String S1 = “This is only a simple test";

所以当然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 S2 = "This is only a";
String S3 = "simple";
String S4 = "test";
String S1 = S2 +S3 + S4;

这时候 JVM 会规规矩矩的按照原来的方式去做。

四、结论

在大部分情况下 StringBuffer > String

Java.lang.StringBuffer是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。在程序中可将字符串缓冲区安全地用于多线程。而且在必要时可以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”(累加);而 z.insert(4, “le”) 将更改字符串缓冲区,使之包含“starlet”。

在大部分情况下 StringBuilder > StringBuffer

java.lang.StringBuilder一个可变的字符序列是JAVA 5.0新增的。此类提供一个与 StringBuffer 兼容的 API,但不保证同步,所以使用场景是单线程。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。两者的使用方法基本相同。



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