辨析Java中的String與StringBuffer及StringBuilder字符串類
1 String
String:字符串常量,字符串長度不可變。
2 StringBuffer
StringBuffer:字符串變量(Synchronized,即線程安全)。如果要頻繁對字符串內(nèi)容進(jìn)行修改,出于效率考慮最好使用StringBuffer,如果想轉(zhuǎn)成String類型,可以調(diào)用StringBuffer的toString()方法。
Java.lang.StringBuffer線程安全的可變字符序列。在任意時(shí)間點(diǎn)上它都包含某種特定的字符序列,但通過某些方法調(diào)用可以改變該序列的長度和內(nèi)容??蓪⒆址彌_區(qū)安全地用于多個(gè)線程。
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(gè)方法都能有效地將?定的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)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(diǎn)添加字符。例如,如果 z 引用一個(gè)當(dāng)前內(nèi)容是“start”的字符串緩沖區(qū)對象,則此方法調(diào)用 z.append("le") 會(huì)使字符串緩沖區(qū)包含“startle”,而 z.insert(4, "le") 將更改字符串緩沖區(qū),使之包含“starlet”。
3 StringBuilder
StringBuilder:字符串變量(非線程安全)。
java.lang.StringBuilder是一個(gè)可變的字符序列,是JDK5.0新增的。此類提供一個(gè)與 StringBuffer 兼容的 API,但不保證同步。該類被設(shè)計(jì)用作 StringBuffer 的一個(gè)簡易替換,用在字符串緩沖區(qū)被單個(gè)線程使用的時(shí)候(這種情況很普遍)。如果可能,建議優(yōu)先采用該類,因?在大多數(shù)實(shí)現(xiàn)中,它比 StringBuffer 要快。兩者的方法基本相同。
在大部分情況下,StringBuilder > StringBuffer。
4 三者區(qū)別
String 類型和StringBuffer的主要性能區(qū)別:String是不可變的對象, 因此在每次對 String 類型進(jìn)行改變的時(shí)候,都會(huì)生成一個(gè)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(nèi)容的字符串最好不要用 String ,因?每次生成對象都會(huì)對系統(tǒng)性能產(chǎn)生影響,特別當(dāng)內(nèi)存中無引用對象多了以后, JVM 的 GC 就會(huì)開始工作,性能就會(huì)降低。
使用 StringBuffer 類時(shí),每次都會(huì)對 StringBuffer 對象本身進(jìn)行操作,而不是生成新的對象并改變對象引用。所以多數(shù)情況下推薦使用 StringBuffer ,特別是字符串對象經(jīng)常改變的情況下。
在某些特別情況下, String 對象的字符串拼接其實(shí)是被 JVM 解釋成了 StringBuffer 對象的拼接,所以這些時(shí)候 String 對象的速度并不會(huì)比 StringBuffer 對象慢,例如:
String S1 = “This is only a” + “ simple” + “ test”; StringBuffer Sb = new StringBuilder(“This is only a”).append(“ simple”).append(“ test”);
生成 String S1 對象的速度并不比 StringBuffer慢。其實(shí)在 JVM 里,自動(dòng)做了如下轉(zhuǎn)換:
String S1 = “This is only a” + “ simple” + “test”;
JVM直接把上述語句當(dāng)作:
String S1 = “This is only a simple test”;
所以速度很快。但要注意的是,如果拼接的字符串來自另外的String對象的話,JVM就不會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換了,速度也就沒那么快了,例如:
String S2 = “This is only a”; String S3 = “ simple”; String S4 = “ test”; String S1 = S2 +S3 + S4;
這時(shí)候,JVM 會(huì)規(guī)規(guī)矩矩的按照原來的方式去做。
在大部分情況下,StringBuffer > String。
4.StringBuffer和StringBuilder
二者幾乎沒什么區(qū)別,基本都是在調(diào)用父類的各個(gè)方法,一個(gè)重要的區(qū)別就是StringBuffer是線程安全的,內(nèi)部的大多數(shù)方法前面都有關(guān)鍵字synchronized,這樣就會(huì)有一定的性能消耗,StringBuilder是非線程安全的,所以效率要高些。
public static void main(String[] args) throws Exception { String string = "0"; int n = 10000; long begin = System.currentTimeMillis(); for (int i = 1; i < n; i++) { string += i; } long end = System.currentTimeMillis(); long between = end - begin; System.out.println("使用String類耗時(shí):" + between+"ms"); int n1 = 10000; StringBuffer sb = new StringBuffer("0"); long begin1 = System.currentTimeMillis(); for (int j = 1; j < n1; j++) { sb.append(j); } long end1 = System.currentTimeMillis(); long between1 = end1 - begin1; System.out.println("使用StringBuffer類耗時(shí):" + between1+"ms"); int n2 = 10000; StringBuilder sb2 = new StringBuilder("0"); long begin2 = System.currentTimeMillis(); for (int k = 1; k < n2; k++) { sb2.append(k); } long end2 = System.currentTimeMillis(); long between2 = end2 - begin2; System.out.println("使用StringBuilder類耗時(shí):" + between2+"ms"); }
輸出:
使用String類耗時(shí):982ms 使用StringBuffer類耗時(shí):2ms 使用StringBuilder類耗時(shí):1ms
雖然這個(gè)數(shù)字每次執(zhí)行都不一樣,而且每個(gè)機(jī)子的情況也不一樣,但是有幾點(diǎn)是確定的,String類消耗的明顯比另外兩個(gè)多得多。還有一點(diǎn)就是,StringBuffer要比StringBuilder消耗的多,盡管相差不明顯。
5 使用策略
(1)基本原則:如果要操作少量的數(shù)據(jù),用String ;單線程操作大量數(shù)據(jù),用StringBuilder ;多線程操作大量數(shù)據(jù),用StringBuffer。
(2)不要使用String類的"+"來進(jìn)行頻繁的拼接,因?那?的性能極差的,應(yīng)該使用StringBuffer或StringBuilder類,這在Java的優(yōu)化上是一條比較重要的原則。舉個(gè)例子:在使用String 的時(shí)候,拼接字符串時(shí)使用“+”在JVM上形成臨時(shí)的StringBuffer對象,同時(shí)在每一個(gè)字符串上都建立一個(gè)對象,拼接了兩個(gè)字符串一共需要?jiǎng)?chuàng)建4個(gè)對象?。ㄒ粋€(gè)保存結(jié)果的String,兩個(gè)字符串對象,一個(gè)臨時(shí)的StringBuffer對象)。而使用StringBuffer的話,只需創(chuàng)建2個(gè)對象!一個(gè)StringBuffer對象和保存最后結(jié)果的的String對象 。
(3)?了獲得更好的性能,在構(gòu)造 StirngBuffer 或 StirngBuilder 時(shí)應(yīng)盡可能指定它們的容量。當(dāng)然,如果你操作的字符串長度不超過 16 個(gè)字符就不用了。不指定容量會(huì)顯著降低性能。
(4)StringBuilder一般使用在方法內(nèi)部來完成類似"+"功能,因?是線程不安全的,所以用完以后可以丟棄。StringBuffer主要用在全局變量中。
(5)相同情況下使用 StirngBuilder 相比使用 StringBuffer 僅能獲得 10%~15% 左右的性能提升,但卻要冒多線程不安全的風(fēng)險(xiǎn)。而在現(xiàn)實(shí)的模塊化編程中,負(fù)責(zé)某一模塊的程序員不一定能清晰地判斷該模塊是否會(huì)放入多線程的環(huán)境中運(yùn)行,因此:除非確定系統(tǒng)的瓶頸是在 StringBuffer 上,并且確定你的模塊不會(huì)運(yùn)行在多線程模式下,才可以采用StringBuilder;否則還是用StringBuffer。
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