我們先要記住三者的特征：

• String 字符串常量
• StringBuffer 字符串變量（線程安全）
• StringBuilder 字符串變量（非線程安全）

一、定義
查看API會發(fā)現(xiàn)，String、StringBuffer、StringBuilder都實現(xiàn)了 CharSequence接口，雖然它們都與字符串相關，但是其處理機制不同。

• String：是不可改變的量，也就是創(chuàng)建后就不能在修改了。
• StringBuffer：是一個可變字符串序列，它與String一樣，在內存中保存的都是一個有序的字符串序列（char類型的數(shù)組），不同點是StringBuffer對象的值都是可變的。
• StringBuilder：與StringBuffer類基本相同，都是可變字符換字符串序列，不同點是StringBuffer是線程安全的，StringBuilder是線程不安全的。 在性能方面，由于String類的操作是產(chǎn)生新的String對象，而StringBuilder和StringBuffer只是一個字符數(shù)組的擴容而已，所以String類的操作要遠慢于StringBuffer和StringBuilder。

二、使用場景
使用String類的場景：在字符串不經(jīng)常變化的場景中可以使用String類，例如常量的聲明、少量的變量運算。
使用StringBuffer類的場景：在頻繁進行字符串運算（如拼接、替換、刪除等），并且運行在多線程環(huán)境中，則可以考慮使用StringBuffer，例如XML解析、HTTP參數(shù)解析和封裝。
使用StringBuilder類的場景：在頻繁進行字符串運算（如拼接、替換、和刪除等），并且運行在單線程的環(huán)境中，則可以考慮使用StringBuilder，如SQL語句的拼裝、JSON封裝等。

三、分析
簡要的說， String 類型和 StringBuffer 類型的主要性能區(qū)別其實在于 String 是不可變的對象, 因此在每次對 String 類型進行改變的時候其實都等同于生成了一個新的 String 對象，然后將指針指向新的 String 對象。所以經(jīng)常改變內容的字符串最好不要用 String ，因為每次生成對象都會對系統(tǒng)性能產(chǎn)生影響，特別當內存中無引用對象多了以后， JVM 的 GC 就會開始工作，那速度是一定會相當慢的。

而如果是使用 StringBuffer 類則結果就不一樣了，每次結果都會對 StringBuffer 對象本身進行操作，而不是生成新的對象，再改變對象引用。所以在一般情況下我們推薦使用 StringBuffer ，特別是字符串對象經(jīng)常改變的情況下。而在某些特別情況下， String 對象的字符串拼接其實是被 JVM 解釋成了 StringBuffer 對象的拼接，所以這些時候 String 對象的速度并不會比 StringBuffer 對象慢，而特別是以下的字符串對象生成中， String 效率是遠要比 StringBuffer 快的：

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

你會很驚訝的發(fā)現(xiàn)，生成 String S1 對象的速度簡直太快了，而這個時候 StringBuffer 居然速度上根本一點都不占優(yōu)勢。其實這是 JVM 的一個把戲，在 JVM 眼里，這個

String S1 = “This is only a" + “ simple" + “test"; 

其實就是：

String S1 = “This is only a simple test";

所以當然不需要太多的時間了。但大家這里要注意的是，如果你的字符串是來自另外的 String 對象的話，速度就沒那么快了，譬如：

String S2 = "This is only a";
String S3 = "simple";
String S4 = "test";
String S1 = S2 +S3 + S4;

這時候 JVM 會規(guī)規(guī)矩矩的按照原來的方式去做。

四、深入JVM的優(yōu)化處理
真的會有上面的性能代價么，字符串拼接這么常用，沒有特殊的處理優(yōu)化么，答案是有的，這個優(yōu)化進行在JVM編譯.java到bytecode時。

一個Java程序如果想運行起來，需要經(jīng)過兩個時期，編譯時和運行時。在編譯時，Java JVM(Compiler)將java文件轉換成字節(jié)碼。在運行時，Java虛擬機（JVM）運行編譯時生成的字節(jié)碼。通過這樣兩個時期，Java做到了所謂的一處編譯，處處運行。

我們實驗一下編譯期都做了哪些優(yōu)化，我們制造一段可能會出現(xiàn)性能代價的代碼。

public class Concatenation {
 public static void main(String[] args) {
   String userName = "Andy";
   String age = "24";
   String job = "Developer";
   String info = userName + age + job;
   System.out.println(info);
 }
}

對Concatenation.java進行編譯一下。得到Concatenation.class

javac Concatenation.java

然后我們使用javap反編譯一下編譯出來的Concatenation.class文件。javap -c Concatenation。如果沒有找到javap命令，請考慮將javap所在目錄加入環(huán)境變量或者使用javap的完整路徑。

17:22:04-androidyue~/workspace_adt/strings/src$ javap -c Concatenation
Compiled from "Concatenation.java"
public class Concatenation {
 public Concatenation();
  Code:
    0: aload_0
    1: invokespecial #1         // Method java/lang/Object."<init>":()V
    4: return    

 public static void main(java.lang.String[]);
  Code:
    0: ldc      #2         // String Andy
    2: astore_1
    3: ldc      #3         // String 24
    5: astore_2
    6: ldc      #4         // String Developer
    8: astore_3
    9: new      #5         // class java/lang/StringBuilder
   12: dup
   13: invokespecial #6         // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
   16: aload_1
   17: invokevirtual #7         // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
   20: aload_2
   21: invokevirtual #7         // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
   24: aload_3
   25: invokevirtual #7         // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
   28: invokevirtual #8         // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
   31: astore    4
   33: getstatic   #9         // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
   36: aload     4
   38: invokevirtual #10         // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
   41: return
}

其中，ldc，astore等為java字節(jié)碼的指令，類似匯編指令。后面的注釋使用了Java相關的內容進行了說明。 我們可以看到上面有很多StringBuilder,但是我們在Java代碼里并沒有顯示地調用，這就是JavaJVM做的優(yōu)化，當JavaJVM遇到字符串拼接的時候，會創(chuàng)建一個StringBuilder對象，后面的拼接，實際上是調用StringBuilder對象的append方法。這樣就不會有我們上面擔心的問題了。

五、僅靠JVM優(yōu)化？
既然JVM幫我們做了優(yōu)化，是不是僅僅依靠JVM的優(yōu)化就夠了呢，當然不是。
下面我們看一段未優(yōu)化性能較低的代碼

public void implicitUseStringBuilder(String[] values) {
 String result = "";
 for (int i = 0 ; i < values.length; i ++) {
   result += values[i];
 }
 System.out.println(result);
}

使用javac編譯，使用javap查看

public void implicitUseStringBuilder(java.lang.String[]);
  Code:
    0: ldc      #11         // String 
    2: astore_2
    3: iconst_0
    4: istore_3
    5: iload_3
    6: aload_1
    7: arraylength
    8: if_icmpge   38
   11: new      #5         // class java/lang/StringBuilder
   14: dup
   15: invokespecial #6         // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
   18: aload_2
   19: invokevirtual #7         // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
   22: aload_1
   23: iload_3
   24: aaload
   25: invokevirtual #7         // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
   28: invokevirtual #8         // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
   31: astore_2
   32: iinc     3, 1
   35: goto     5
   38: getstatic   #9         // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
   41: aload_2
   42: invokevirtual #10         // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
   45: return

其中8: if_icmpge 38 和35: goto 5構成了一個循環(huán)。8: if_icmpge 38的意思是如果JVM操作數(shù)棧的整數(shù)對比大于等于（i < values.length的相反結果）成立，則跳到第38行（System.out）。35: goto 5則表示直接跳到第5行。

但是這里面有一個很重要的就是StringBuilder對象創(chuàng)建發(fā)生在循環(huán)之間，也就是意味著有多少次循環(huán)會創(chuàng)建多少個StringBuilder對象，這樣明顯不好。赤裸裸地低水平代碼啊。

稍微優(yōu)化一下，瞬間提升逼格。

public void explicitUseStringBuider(String[] values) {
 StringBuilder result = new StringBuilder();
 for (int i = 0; i < values.length; i ++) {
   result.append(values[i]);
 }
}

對應的編譯后的信息

public void explicitUseStringBuider(java.lang.String[]);
  Code:
    0: new      #5         // class java/lang/StringBuilder
    3: dup
    4: invokespecial #6         // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
    7: astore_2
    8: iconst_0
    9: istore_3
   10: iload_3
   11: aload_1
   12: arraylength
   13: if_icmpge   30
   16: aload_2
   17: aload_1
   18: iload_3
   19: aaload
   20: invokevirtual #7         // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
   23: pop
   24: iinc     3, 1
   27: goto     10
   30: return

從上面可以看出，13: if_icmpge 30和27: goto 10構成了一個loop循環(huán)，而0: new #5位于循環(huán)之外，所以不會多次創(chuàng)建StringBuilder.

總的來說，我們在循環(huán)體中需要盡量避免隱式或者顯式創(chuàng)建StringBuilder. 所以那些了解代碼如何編譯，內部如何執(zhí)行的人，寫的代碼檔次都比較高。

六、結論
在大部分情況下 StringBuffer > String

Java.lang.StringBuffer是線程安全的可變字符序列。一個類似于 String 的字符串緩沖區(qū)，但不能修改。雖然在任意時間點上它都包含某種特定的字符序列，但通過某些方法調用可以改變該序列的長度和內容。在程序中可將字符串緩沖區(qū)安全地用于多線程。而且在必要時可以對這些方法進行同步，因此任意特定實例上的所有操作就好像是以串行順序發(fā)生的，該順序與所涉及的每個線程進行的方法調用順序一致。

StringBuffer 上的主要操作是 append 和 insert 方法，可重載這些方法，以接受任意類型的數(shù)據(jù)。每個方法都能有效地將給定的數(shù)據(jù)轉換成字符串，然后將該字符串的字符追加或插入到字符串緩沖區(qū)中。append 方法始終將這些字符添加到緩沖區(qū)的末端；而 insert 方法則在指定的點添加字符。

例如，如果 z 引用一個當前內容是“start”的字符串緩沖區(qū)對象，則此方法調用 z.append(“l(fā)e”) 會使字符串緩沖區(qū)包含“startle”(累加);而 z.insert(4, “l(fā)e”) 將更改字符串緩沖區(qū)，使之包含“starlet”。

在大部分情況下 StringBuilder > StringBuffer

java.lang.StringBuilder一個可變的字符序列是JAVA 5.0新增的。此類提供一個與 StringBuffer 兼容的 API，但不保證同步，所以使用場景是單線程。該類被設計用作 StringBuffer 的一個簡易替換，用在字符串緩沖區(qū)被單個線程使用的時候（這種情況很普遍）。如果可能，建議優(yōu)先采用該類，因為在大多數(shù)實現(xiàn)中，它比 StringBuffer 要快。兩者的使用方法基本相同。

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