Java基础（3）String、StringBuffer、StringBuilder

女爷i 2024-05-06 23:22 3阅读 0赞

在Java中，字符串处理是日常开发的重要组成部分。主要有三种类型的类用于创建和操作字符串：`String`、`StringBuffer`和`StringBuilder`。虽然这三个类都能够处理字符串，但它们在功能和性能方面存在显著差异。

#### String ####

`String`是不可变的（immutable）。每当对字符串进行修改时，实际上是创建了一个新的`String`对象。因此，频繁修改字符串会导致大量内存占用和最终的垃圾回收，这可能会影响性能。

String str = "Hello";
    str = str + " World"; // 创建了一个新的String对象

##### 源码解析（简化） #####

在`String`类的内部，内容存储在一个`final`字符数组中，这就是为什么字符串是不可变的原因。

public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
        
        private final char value[];
        // 其他方法和构造器...
    }

#### StringBuffer ####

`StringBuffer`是可变的，并且是线程安全的，所有的公共方法都是同步的。这意味着在多线程环境下，`StringBuffer`的操作会比`StringBuilder`慢，因为它确保了线程安全。

StringBuffer buffer = new StringBuffer("Hello");
    buffer.append(" World"); // 可以在不创建新对象的情况下修改字符串

##### 源码解析（简化） #####

`StringBuffer`内部使用字符数组存储字符串内容，但没有使用`final`修饰符，所以内容是可变的。它通过`synchronized`关键字加锁以保证线程安全。

public final class StringBuffer extends AbstractStringBuilder implements java.io.Serializable, CharSequence {
        
        // AbstractStringBuilder内部实现
        char[] value;
        
        @Override
        public synchronized StringBuffer append(String str) {
        
            super.append(str);
            return this;
        }
        // 其他方法...
    }

#### StringBuilder ####

`StringBuilder`与`StringBuffer`十分相似，都是可变的，并且内部实现也类似。不同之处在于`StringBuilder`的方法没有同步，这使得它在单线程环境下比`StringBuffer`更快，因为它避免了线程安全带来的性能开销。

StringBuilder builder = new StringBuilder("Hello");
    builder.append(" World"); // 可以在不创建新对象的情况下修改字符串

##### 源码解析（简化） #####

`StringBuilder`的内部也是使用字符数组来存储数据，但是它没有`StringBuffer`中的`synchronized`关键字，这意味着它不是线程安全的。

public final class StringBuilder extends AbstractStringBuilder implements java.io.Serializable, CharSequence {
        
        // AbstractStringBuilder内部实现
        char[] value;
        
        @Override
        public StringBuilder append(String str) {
        
            super.append(str);
            return this;
        }
        // 其他方法...
    }

#### 代码演示 ####

为了更直观地展示这三种类的使用，以下是一个简单的代码示例：

// String
    String s = "Java";
    s = s.concat(" Guide"); // 新建String对象
    
    // StringBuffer
    StringBuffer sb = new StringBuffer("Java");
    sb.append(" Guide"); // 在原有对象基础上修改
    
    // StringBuilder
    StringBuilder sd = new StringBuilder("Java");
    sd.append(" Guide"); // 在原有对象基础上修改

#### 总结 ####

*  **String**：不可变，适用于字符串少量操作的场景。
 *  **StringBuffer**：可变，线程安全，适用于多线程环境下需要大量修改字符串内容的场景。
 *  **StringBuilder**：可变，非线程安全，适用于单线程环境下需要大量修改字符串内容的场景，性能优于`StringBuffer`。

选择哪一种取决于你的具体需求，尤其是线程安全和性能之间的权衡。