面试常问关于Stirng、StringBuffer和StringBuilder的区别

悠悠 2021-06-10 20:41 257阅读 0赞

#### 介绍 ####

***基本对比：***

*  **String**：String对象是不可变的。对String对象的任何改变都不影响到原对象的内容，相关的任何change操作都会导致该字符串变量指向新的对象的地址。
 *  **StringBuilder**：StringBuilder是可变的（存入的值的内容和长度都是可改变的，且引用地址不变），它不是线程安全的。
 *  **StringBuffer**：StringBuffer也是可变的，它是线程安全的，所以它的开销比StringBuilder大

##### Q：这三个类都是final类型，为何又说String对象是不可变的，StringBuilder和StringBuffer是可变的？ #####

##### A: final修饰类代表此类不可被继承，并非其包含内容不可改变，在这三个类中都分别维护了一个char类型数组，其中只有String中此数组被final所修饰（final修饰的变量被初始化后其值不可改变），对于StringBuilder和StringBuffer所维护的char\[\]是可变的，每次append操作都是在此数组的基础上进行arraycopy操作。 #####

#### 性能测试 ####

**测试源码：**

public static void performanceTest(int frequency) {
            String str = "";
            StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
            StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();
    
            long totalTime = 0;//记录每个对象记录测试总耗时
            long time;         //记录每个对象记录一个周期测试耗时
            int i = 0;
            int cycle = 10;    //测试周期 
            for (int j = 0; j < cycle; j++) {
                //时间单位为纳秒
                time = System.nanoTime();
                while (i++ < frequency) {
                    str += "A";
                }
                totalTime += System.nanoTime() - time;
                str = "";
            }
            str = null;
            System.gc();//进行一次垃圾回收，避免缓存对后续测试的影响。
            System.out.println("str          累加" + frequency + "个长度为1的字符串,平均耗时为：" + totalTime / cycle);
    
            totalTime = i = 0;
            for (int j = 0; j < cycle; j++) {
                time = System.nanoTime();
                while (i++ < frequency) {
                    stringBuffer.append("A");
                }
                totalTime += System.nanoTime() - time;
                stringBuffer = new StringBuffer();
            }
            stringBuffer = null;
            System.gc();
            System.out.println("stringBuffer 累加" + frequency + "个长度为1的字符串,平均耗时为：" + totalTime / cycle);
    
            totalTime = i = 0;
            for (int j = 0; j < cycle; j++) {
                time = System.nanoTime();
                while (i++ < frequency) {
                    stringBuilder.append("A");
                }
                totalTime += System.nanoTime() - time;
                stringBuilder = new StringBuilder();
            }
            stringBuilder = null;
            System.gc();
            System.out.println("stringBuilder累加" + frequency + "个长度为1的字符串,平均耗时为：" + totalTime / cycle);
    
            System.out.println();
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            performanceTest(100);
            performanceTest(10000);
            performanceTest(1000000);
        }

**测试结果（时间单位为纳秒，100000纳秒 = 1毫秒）：**

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2MxNTE1ODAzMjMxOQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]

**结论：**

*  当拼接的字符串数量较小时，String、StringBuffer、StringBuild执行耗时可以忽略不记。
 *  StringBuilder和StringBuffer类拥有的成员属性以及成员方法基本相同，区别是StringBuffer类的成员方法前面多了一个关键字：synchronized,所以StringBuffer比StringBuild多了一部分用于线程同步的开销。
 *  随着拼接的字符串数量越来越大，String性能的下降尤为明显，按性能由小到大为：String < StringBuffer < StringBuilder。

**使用建议：**

*  循环外字符串拼接可以直接使用String的+操作，没有必要通过StringBuilder进行append.
 *  有循环体的话，好的做法是在循环外声明StringBuilder对象，在循环内进行手动append。不论循环多少层都只有一个StringBuilder对象。
 *  当字符串相加操作较多的情况下，建议使用StringBuilder，如果采用了多线程，则使用StringBuffer。

#### 补充问题： ####

##### String str="hello world"和String str=new String(“hello world”)的区别？ #####

***String str=“hello world”***

通过直接赋值的形式可能创建一个或者不创建对象，如果"hello world"在字符串池中不存在，会在java字符串池中创建一个String对象（“hello world”）,常量池中的值不能有重复的，所以当你通过这种方式创建对象的时候，java虚拟机会自动的在常量池中搜索有没有这个值，如果有的话就直接利用他的值，如果没有，他会自动创建一个对象，所以，str指向这个内存地址，无论以后用这种方式创建多少个值为”hello world”的字符串对象，始终只有一个内存地址被分配。

***String str=new String(“hello world”)***

通过new 关键字至少会在JVM堆中创建一个对象，也有可能创建两个(取决于字符串常量池是否存在此字符串)。

因为用到new关键字，肯定会在堆中创建一个String对象，如果字符池中已经存在"hello world"，则不会在字符串池中创建一个String对象，如果不存在，则会在字符串常量池中也创建一个对象。他是放到堆内存中的，这里面可以有重复的，所以每一次创建都会new一个新的对象，所以他们的地址不同。

相对于StringBuffer和StringBuilder，String 有一个**intern() 方法**，用来检测在String常量池是否已经有这个String存在。

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