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# Java中String、StringBuffer与StringBuilder的区别是什么
在Java编程中,字符串处理是最常见的操作之一。Java提供了三种主要的字符串操作类:`String`、`StringBuffer`和`StringBuilder`。虽然它们都可以用于处理字符串,但在使用场景、性能和线程安全性等方面存在显著差异。本文将深入探讨这三者的区别,并通过代码示例帮助读者理解如何选择合适的类。
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## 1. 不可变性与可变性
### 1.1 String的不可变性
`String`类是不可变的(immutable),这意味着一旦创建了一个`String`对象,它的值就不能被修改。任何对`String`的操作(如拼接、替换等)都会生成一个新的`String`对象。
```java
String str = "Hello";
str.concat(" World"); // 生成新对象,原str不变
System.out.println(str); // 输出: Hello
特点: - 线程安全(因为不可变对象天然线程安全)。 - 频繁修改会导致大量临时对象,影响性能。
StringBuffer
和StringBuilder
是可变的(mutable),它们提供了append()
、insert()
、delete()
等方法直接修改对象内容,而无需创建新对象。
StringBuffer sb = new StringBuffer("Hello");
sb.append(" World"); // 直接修改原对象
System.out.println(sb); // 输出: Hello World
共同特点: - 适合频繁修改字符串的场景。 - 避免了不必要的对象创建。
StringBuffer
是线程安全的,它的所有方法都使用synchronized
关键字修饰,确保多线程环境下的数据一致性。
StringBuffer buffer = new StringBuffer();
buffer.append("Thread-safe");
适用场景:多线程环境下需要修改字符串。
StringBuilder
不是线程安全的,它的方法没有同步机制,因此在多线程环境下可能导致数据不一致。
StringBuilder builder = new StringBuilder();
builder.append("Not thread-safe");
适用场景:单线程环境或性能要求较高的场景。
由于String
是不可变的,它是线程安全的,但仅限于“读操作”。如果涉及字符串修改,仍需通过同步机制保证安全。
在频繁修改字符串的场景中,StringBuilder
和StringBuffer
的性能远高于String
,因为后者每次修改都会生成新对象。
测试代码:
long startTime = System.currentTimeMillis();
String str = "";
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
str += i; // 每次循环生成新对象
}
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("String耗时: " + (endTime - startTime) + "ms");
结果:
- String
:耗时高(约200ms)。
- StringBuilder
/StringBuffer
:耗时低(约1-2ms)。
由于StringBuffer
的同步开销,其性能略低于StringBuilder
(约10%-15%的差距)。在单线程环境下,优先使用StringBuilder
。
特性 | String | StringBuffer | StringBuilder |
---|---|---|---|
可变性 | 不可变 | 可变 | 可变 |
线程安全 | 是(天然) | 是(同步) | 否 |
性能 | 低(频繁修改) | 中 | 高 |
适用场景 | 静态字符串 | 多线程字符串操作 | 单线程字符串操作 |
String s1 = "Java";
String s2 = s1.concat(" Programming");
System.out.println(s1); // 输出: Java(原对象未变)
System.out.println(s2); // 输出: Java Programming
StringBuffer buffer = new StringBuffer();
Runnable task = () -> {
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
buffer.append(i);
}
};
Thread t1 = new Thread(task);
Thread t2 = new Thread(task);
t1.start();
t2.start();
t1.join();
t2.join();
System.out.println(buffer.length()); // 输出: 2000
StringBuilder builder = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
builder.append(i); // 无同步开销
}
System.out.println(builder.length());
在实际开发中,应根据线程需求和性能要求选择合适的类。JDK 9+引入了String
的底层优化(如Compact Strings
),但上述核心差异仍然适用。
”`
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