Java StringBuilder与StringBuffer梳理

本篇文章对于String、StringBuilder和StringBuffer进行一些梳理。

String

String类是一个final类,无法被继承的。字符串是不可变的,它的含义在于对于String对象的所有改变,都不会影响它本身,而是会生成新的对象
对于String直接定义的方式,字面常量会被存放到常量池中,后续新增字符串,会先检查常量池中是否已经存在同样的字符串,如果存在,则直接返回该引用,否则,创建该字符串。
而通过new方法生成的字符串,这个过程是在堆上进行的。并且不会去检查之前是否有对象在其中,而是直接生成新的对象。

StringBuffer与StringBuilder

为何要引入这两个类?目的就是解决String频繁操作带来的时间耗费等问题,可以通过一个例子来看出,频繁对String对象进行操作会带来怎样的开销。

 public class StringClassCompare {
    private static int time = 50000;
    public static void testString(){
        String s = "";
        long begin = System.currentTimeMillis();
        for(int i=0;i<time;i++){
            s += "java";
        }
        long over = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("操作"+s.getClass().getName()+"时间为:"+(over-begin)+"毫秒");
    }

    public static void testStringBuffer(){
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        long begin = System.currentTimeMillis();
        for(int i= 0;i<time;i++){
            sb.append("java");
        }
        long over = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("操作"+sb.getClass().getName()+"时间为:"+(over-begin)+"毫秒");
    }

    public static void testStringBuilder(){
        StringBuilder sb1 = new StringBuilder();
        long begin = System.currentTimeMillis();
        for(int i=0;i<time;i++){
            sb1.append("java");
        }
        long over = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("操作"+sb1.getClass().getName()+"时间为:"+(over-begin)+"毫秒");
    }
    public static void main(String[] args){
        testString();
        testStringBuffer();
        testStringBuilder();
    }

分别对String、StringBuilder以及StringBuffer三个对象进行50000次的拼接操作,查看最终的时间开销。

    操作java.lang.String时间为:1542毫秒
    操作java.lang.StringBuffer时间为:4毫秒
    操作java.lang.StringBuilder时间为:4毫秒

结果很明显的可以看出来,单纯的String操作上述过程是StringBuffer以及StringBuilder的接近400倍。这无疑对于性能以及响应问题是个很大的考验。

为什么会出现这样的差异?

这篇博客中贴出了反编译字节码的过程,主要是如下的原因:

  • String每一个拼接都会产生一个新的对象,一直会调用new创建对象,导致内存浪费和计算缓慢。并且String += “java”的方式会自动被JVM优化成StringBuilder创建对象的方式。
  • StringBuilder和StringBuffer则在整个过程中只生成一个对象,最后调用append方法进行叠加,因此所占据的资源就会小很多。

StringBuilder Or StringBuffer?

StringBuilder与StringBuffer的区别可以从源码上去发现,两者在方法上大同小异,主要的区别就是StringBuffer有synchronized关键字,是线程安全的字符串组织方式。

@Override
    public synchronized int compareTo(StringBuffer another) {
        return super.compareTo(another);
    }

而StringBuilder没有这个关键字。

@Override
   public int compareTo(StringBuilder another) {
       return super.compareTo(another);
   }

经过笔者的实际测量,两者在运算上述的时间差上区别很小,几乎在1ms范围内,并且多次出现了相等的结果。但是一般认为执行效率排序是StringBuilder > StringBuffer> String的。

使用建议

在多线程操作下,肯定是要首选StringBuffer的,确保线程安全。而对于需要频繁更改操作的字符串,强烈建议使用StringBuilder而不要使用String,以节省程序运行开销。而对于不需要大量更改操作的字符串,则用String,比较方便。

这三者的区别还有值得深挖的地方,等遇到了再来进一步的补上。

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