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Java字符串String、StringBuffer、StringBuilder的区别

StringBuilder 和 StringBuffer 以及我们最早遇见的 String 类有那些区别呢?在不同的场合下我们应该用哪个呢?我讲讲自己对这几个类的一点看法,也希望大家提出意见,每个人都有错的地方,在错了改的同时更是一个学习的好机会。 
简要的说, String 类型和 StringBuffer 类型的主要性能区别其实在于 String 是不可变的对象(为什么?问问 Java 的设计者吧,为什么 String 不是原生类型呢?)因此在每次对 String 类型进行改变的时候其实都等同于生成了一个新的 String 对象,然后将指针指向新的 String 对象,所以经常改变内容的字符串最好不要用 String ,因为每次生成对象都会对系统性能产生影响,特别当内存中无引用对象多了以后, JVM 的 GC 就会开始工作,那速度是一定会相当慢的。这里尝试举个不是很恰当的例子: 

String S1 = "abc"; 
For(int I = 0 ; I < 10000 ; I ++) // For 模拟程序的多次调用 

S1 + = "def"; 
S1 = "abc"; 

如果是这样的话,到这个 for 循环完毕后,如果内存中的对象没有被 GC 清理掉的话,内存中一共有 2 万多个了,惊人的数目,而如果这是一个很多人使用的系统,这样的数目就不算很多了,所以大家使用的时候一定要小心。 

而如果是使用 StringBuffer 类则结果就不一样了,每次结果都会对 StringBuffer 对象本身进行操作,而不是生成新的对象,再改变对象引用。所以在一般情况下我们推荐使用 StringBuffer ,特别是字符串对象经常改变的情况下。而在某些特别情况下, String 对象的字符串拼接其实是被 JVM 解释成了 StringBuffer 对象的拼接,所以这些时候 String 对象的速度并不会比 StringBuffer 对象慢,而特别是以下的字符串对象生成中, String 效率是远要比 StringBuffer 快的: 

String S1 = "This is only a" + " simple" + " test"; 
StringBuffer Sb = new StringBuilder("This is only a").append(" simple").append(" test"); 

你会很惊讶的发现,生成 String S1 对象的速度简直太快了,而这个时候 StringBuffer 居然速度上根本一点都不占优势。其实这是 JVM 的一个把戏,在 JVM 眼里,这个 

String S1 = "This is only a" + " simple" + "test"; 其实就是: String S1 = "This is only a simple test"; 所以当然不需要太多的时间了。但大家这里要注意的是,如果你的字符串是来自另外的 String 对象的话,速度就没那么快了,譬如: 
String S2 = "This is only a"; 
String S3 = " simple"; 
String S4 = " test"; 
String S1 = S2 +S3 + S4; 

这时候 JVM 会规规矩矩的按照原来的方式去做, S1 对象的生成速度就不像刚才那么快了,一会儿我们可以来个测试作个验证。 

由此我们得到第一步结论: 在大部分情况下 StringBuffer > String 

而 StringBuilder 跟他们比又怎么样呢?先简单介绍一下, StringBuilder 是 JDK5.0 中新增加的一个类,它跟 StringBuffer 的区别看下面的介绍(来源 JavaWorld ): 

Java.lang.StringBuffer 线程安全的可变字符序列。类似于 String 的字符串缓冲区,但不能修改。可将字符串缓冲区安全地用于多个线程。可以在必要时对这些方法进行同步,因此任意特定实例上的所有操作就好像是以串行顺序发生的,该顺序与所涉及的每个线程进行的方法调用顺序一致。 

每个字符串缓冲区都有一定的容量。只要字符串缓冲区所包含的字符序列的长度没有超出此容量,就无需分配新的内部缓冲区数组。如果内部缓冲区溢出,则此容量自动增大。从 JDK 5.0 开始,为该类增添了一个单个线程使用的等价类,即 StringBuilder 。与该类相比,通常应该优先使用 StringBuilder 类,因为它支持所有相同的操作,但由于它不执行同步,所以速度更快。 

但是如果将 StringBuilder 的实例用于多个线程是不安全的。需要这样的同步,则建议使用 StringBuffer 。 

这样说估计大家都能明白他们之间的区别了,那么下面我们再做一个一般性推导: 

在大部分情况下 StringBuilder > StringBuffer 

因此,根据这个不等式的传递定理: 在大部分情况下 StringBuilder > StringBuffer > String 

既然有这样的推导结果了,我们做个测试验证一下: 

测试代码如下: 

public class testssb { 
/** Creates a new instance of testssb */ 
final static int ttime = 10000;// 测试循环次数 
public testssb() { 
} 
public void test(String s){ 
long begin = System.currentTimeMillis(); 
for(int i=0;i<ttime;i++){ 
s += "add"; 
} 
long over = System.currentTimeMillis(); 
System.out.println(" 操作 "+s.getClass().getName()+" 类型使用的时间为: " + (over - begin) + " 毫秒 " ); 
} 
public void test(StringBuffer s){ 
long begin = System.currentTimeMillis(); 
for(int i=0;i<ttime;i++){ 
s.append("add"); 
} 
long over = System.currentTimeMillis(); 
System.out.println(" 操作 "+s.getClass().getName()+" 类型使用的时间为: " + (over - begin) + " 毫秒 " ); 
} 
public void test(StringBuilder s){ 
long begin = System.currentTimeMillis(); 
for(int i=0;i<ttime;i++){ 
s.append("add"); 
} 
long over = System.currentTimeMillis(); 
System.out.println(" 操作 "+s.getClass().getName()+" 类型使用的时间为: " + (over - begin) + " 毫秒 " ); 
} 
// 对 String 直接进行字符串拼接的测试 
public void test2(){ 
String s2 = "abadf"; 
long begin = System.currentTimeMillis(); 
for(int i=0;i<ttime;i++){ 
String s = s2 + s2 + s2 ; 
} 
long over = System.currentTimeMillis(); 
System.out.println(" 操作字符串对象引用相加类型使用的时间为: " + (over - begin) + " 毫秒 " ); 
} 
public void test3(){ 
long begin = System.currentTimeMillis(); 
for(int i=0;i<ttime;i++){ 
String s = "abadf" + "abadf" + "abadf" ; 
} 
long over = System.currentTimeMillis(); 
System.out.println(" 操作字符串相加使用的时间为: "+ (over - begin) + " 毫秒 " ); 
} 
public static void main(String[] args){ 
String s1 ="abc"; 
StringBuffer sb1 = new StringBuffer("abc"); 
StringBuilder sb2 = new StringBuilder("abc"); 
testssb t = new testssb(); 
t.test(s1); 
t.test(sb1); 
t.test(sb2); 
t.test2(); 
t.test3(); 
} 
}

以上代码在 NetBeans 5.0 IDE/JDK1.6 上编译通过,循环次数 ttime 为 10000 次的测试结果如下: 
操作 java.lang.String 类型使用的时间为: 4392 毫秒 
操作 java.lang.StringBuffer 类型使用的时间为: 0 毫秒 
操作 java.lang.StringBuilder 类型使用的时间为: 0 毫秒 
操作字符串对象引用相加类型使用的时间为: 15 毫秒 
操作字符串相加使用的时间为: 0 毫秒 

好像还看不出 StringBuffer 和 StringBuilder 的区别,把 ttime 加到 30000 次看看: 
操作 java.lang.String 类型使用的时间为: 53444 毫秒 
操作 java.lang.StringBuffer 类型使用的时间为: 15 毫秒 
操作 java.lang.StringBuilder 类型使用的时间为: 15 毫秒 
操作字符串对象引用相加类型使用的时间为: 31 毫秒 
操作字符串相加使用的时间为: 0 毫秒 

StringBuffer 和 StringBuilder 的性能上还是没有太大的差异,再加大到 100000 看看,这里就不加入对 String 类型的测试了,因为对 String 类型这么大数据量的测试会很慢滴…… 
操作 java.lang.StringBuffer 类型使用的时间为: 31 毫秒 
操作 java.lang.StringBuilder 类型使用的时间为: 16 毫秒 

能看出差别了,但其中有多次的测试结果居然是 StringBuffer 比 StringBuilder 快,再加大一些到 1000000 看看(应该不会当机吧?): 
操作 java.lang.StringBuffer 类型使用的时间为: 265 毫秒 
操作 java.lang.StringBuilder 类型使用的时间为: 219 毫秒 

有些少区别了,而且结果很稳定,再大点看看, ttime = 5000000 : 

······ Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space ······ 

呵呵,算了,不去测试了,基本来说都是在性能上都是 StringBuilder > StringBuffer > String 的了。

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