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【37】String,StringBuffer,StringBuilder区别和概念

fengsehng
 fengsehng
发布于 2016/11/09 09:15
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基本的概念:

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查看 API 会发现,String、StringBuffer、StringBuilder 都实现了 CharSequence 接口,内部都是用一个char数组实现,虽然它们都与字符串相关,但是其处理机制不同。

String

String:是不可改变的量,也就是创建后就不能在修改了String 类是final类,不可以继承。对String类型最好的重用方式是组合 而不是继承。
value是一个被final修饰的数组对象,所以只能说他不能再引用到其他对象而不能说明他所引用的对象的内容不能改变。但继续看源码就会发现String类没有给这两个成员变量提供任何的方法所以我们也没办法修改所引用对象的内容,所以String对象一旦被创建,这个变量被初始化后就不能再修改了,所以说String对象是不可变对象。

StringBuffer

StringBuffer:是一个可变字符串序列,它与 String 一样,在内存中保存的都是一个有序的字符串序列(char 类型的数组),不同点是 StringBuffer 对象的值都是可变的。
StringBuffer 上的主要操作是 append 和 insert 方法,可重载这些方法,以接受任意类型的数据。每个方法都能有效地将给定的数据转换成字符串,然后将该字符串的字符追加或插入到字符串缓冲区中。append 方法始终将这些字符添加到缓冲区的末端;而 insert 方法则在指定的点添加字符。

StringBuilder

StringBuilder:与 StringBuffer 类基本相同,都是可变字符换字符串序列,不同点是 StringBuffer 是线程安全的,StringBuilder 是线程不安全的。
java.lang.StringBuilder 一个可变的字符序列是 JAVA 5.0 新增的。此类提供一个与 StringBuffer 兼容的 API,但不保证同步,所以使用场景是单线程。该类被设计用作 StringBuffer 的一个简易替换,用在字符串缓冲区被单个线程使用的时候(这种情况很普遍)。如果可能,建议优先采用该类,因为在大多数实现中,它比 StringBuffer 要快。两者的使用方法基本相同。

使用场景

使用 String 类的场景:在字符串不经常变化的场景中可以使用 String 类,例如常量的声明、少量的变量运算。

使用 StringBuffer 类的场景:在频繁进行字符串运算(如拼接、替换、删除等),并且运行在多线程环境中,则可以考虑使用 StringBuffer,例如 XML 解析、HTTP 参数解析和封装。

使用 StringBuilder 类的场景:在频繁进行字符串运算(如拼接、替换、和删除等),并且运行在单线程的环境中,则可以考虑使用 StringBuilder,如 SQL 语句的拼装、JSON 封装等。

分析:

String的内存分配

Java中字符串对象创建有两种形式,一种为字面量形式

String str = “lianjia”;

另一种就是使用new这种标准的构造对象的方法,

String str = new String(“lianjia”);

这两种方式我们在代码时都经常使用,尤其是字面量的方式。
然而这两种实现其实存在着一些性能和内存占用的差别。
这一切都是源于JVM为了减少字符串对象的重复创建,其维护了一个特殊的内存,这段内存被成为字符串常量池或者字符串字面量池。

工作原理

当代码中出现字面量形式创建字符串对象时,JVM首先会对这个字面量进行检查,
如果字符串常量池中存在相同内容的字符串对象的引用,则将这个引用返回,
否则新的字符串对象被创建,然后将这个引用放入字符串常量池,并返回该引用。

字面量形式

String str1 = “lianjia”;

JVM检测这个字面量,这里我们认为没有内容为lianjia的对象存在。
JVM通过字符串常量池查找不到内容为lianjia的字符串对象存在,那么会创建这个字符串对象,
然后将刚创建的对象的引用放入到字符串常量池中,并且将引用返回给变量str1。

String str2 = “lianjia”;

同样JVM还是要检测这个字面量,JVM通过查找字符串常量池,
发现内容为”lianjia”字符串对象存在,于是将已经存在的字符串对象的引用返回给变量str2。
注意这里不会重新创建新的字符串对象。

验证是否为str1和str2是否指向同一对象,可以通过这段代码

System.out.println(str1 == str2); // true

使用new创建

String str3 = new String(“lianjia”);

当我们使用了new来构造字符串对象的时候,不管字符串常量池中有没有相同内容的对象的引用,新的字符串对象都会创建。

System.out.println(str1 == str3); // false,两个变量指向的为不同的对象

关于常量池的更多信息,请谷歌”Java class 文件结构 常量池“等关键字。
这里写图片描述

效率分析:

在性能方面,由于 String 类的操作是产生新的 String 对象,而 StringBuilder 和 StringBuffer 只是一个字符数组的扩容而已,所以 String 类的操作要远慢于 StringBuffer 和 StringBuilder。

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, 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。

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:

1 String S2 = “This is only a”;
2 String S3 = “simple”;
3 String S4 = “test”;
4 String S1 = S2 +S3 + S4;
这时候 JVM 会规规矩矩的按照原来的方式去做。

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