java中String、StringBuffer与StringBuilder的区别是什么

发布时间:2021-12-07 12:02:45 作者:iii
来源:亿速云 阅读:507
# 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。

1.2 StringBuffer与StringBuilder的可变性

StringBufferStringBuilder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。


2. 线程安全性

2.1 StringBuffer的线程安全

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。

2.2 StringBuilder的非线程安全

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。

2.3 String的线程安全

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。


3. 性能对比

3.1 字符串拼接性能

在频繁修改字符串的场景中,StringBuilderStringBuffer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)。

3.2 StringBuilder vs StringBuffer

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


4. 使用场景总结

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)
性能 低(频繁修改)
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

4.1 何时使用String?

4.2 何时使用StringBuffer?

4.3 何时使用StringBuilder?


5. 代码示例

5.1 String的不可变性示例

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

5.2 StringBuffer的线程安全示例

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

5.3 StringBuilder的高性能示例

StringBuilder builder = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
    builder.append(i); // 无同步开销
}
System.out.println(builder.length());

6. 总结

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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  1. String,StringBuilder,StringBuffer的区别
  2. String、StringBuffer、StringBuilder

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