String、StringBuffer与StringBuilder介绍

Java知音

关于这三个类在字符串处理中的位置不言而喻，那么他们到底有什么优缺点，到底什么时候该用谁呢？下面我们从以下几点说明一下

1、三者在执行速度方面的比较：

StringBuilder > StringBuffer > String

为什么String的执行速度最慢？

String：字符串常量

StringBuffer：字符串变量

StringBuilder：字符串变量

从上面的名字可以看到，String是“字符串常量”，也就是不可改变的对象。对于这句话的理解你可能会产生这样一个疑问，比如这段代码：

Strings = "abcd";
s= s+1;
System.out.print(s);
//result : abcd1

我们明明就是改变了String型的变量s的，为什么说是没有改变呢?

其实这是一种欺骗，JVM是这样解析这段代码的：首先创建对象s，赋予一个abcd，然后再创建一个新的对象s用来执行第二行代码.

也就是说我们之前对象s并没有变化，所以我们说String类型是不可改变的对象了。

由于这种机制，每当用String操作字符串时，实际上是在不断的创建新的对象，而原来的对象就会变为垃圾被ＧＣ回收掉，可想而知这样执行效率会有多底。

而StringBuffer与StringBuilder就不一样了，他们是字符串变量，是可改变的对象.每当我们用它们对字符串做操作时，实际上是在一个对象上操作的，这样就不会像String一样创建一些而外的对象进行操作了，当然速度就快了。

一个特殊的例子：

Stringstr = “This is only a” + “ simple” + “ test”;
StringBufferbuilder = new StringBuilder(“This is only a”)
.append(“ simple”).append(“test”);

你会很惊讶的发现，生成str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，实际上：

String str = “This is only a” + “ simple” + “test”;

其实就是：

String str = “This is only a simple test”;

所以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 str2 = “This is only a”;
String str3 = “ simple”;
String str4 = “ test”;
String str1 = str2 +str3 + str4;

这时候JVM会规规矩矩的按照原来的方式去做。

2、StringBuilder与 StringBuffer比较

StringBuilder：线程非安全的

StringBuffer：线程安全的

当我们在字符串缓冲去被多个线程使用是，JVM不能保证StringBuilder的操作是安全的，虽然他的速度最快，但是可以保证StringBuffer是可以正确操作的。

当然大多数情况下就是我们是在单线程下进行的操作，所以大多数情况下是建议用StringBuilder而不用StringBuffer的，就是速度的原因。

3、对于三者使用的总结

1.如果要操作少量的数据用String

2.单线程操作字符串缓冲区下操作大量数据用StringBuilder

3.多线程操作字符串缓冲区下操作大量数据用StringBuffer

4、（扩展）关于StringBuilder和StringBuffer扩容的问题

首先，查看一下二者的继承体系,都继承自抽象类AbstractStringBuilder

下面是AbstractStringBuilder类的有参数构造器

Abstract StringBuilder(int capacity){  
      value = new char[capacity];  
}

在新建StringBuilder和StringBuffer的会后都会调用父类的构造器,默认长度为16

public StringBuilder() {  
     super(16);  
}  
 public StringBuffer() {  
     super(16);  
}

有参数构造器

public StringBuffer(String str) {  
   super(str.length() + 16);  
   append(str);  
}

再说他们如何扩容

使用append()方法在字符串后面追加方法的时候,如果长度超过了字符串的存储空间,就需要扩容。

扩容的方式就是构建新的字符串将新的复制过去,在进行字符串append添加的时候，会先计算添加后字符串大小，

传入一个方法：ensureCapacityInternal这个方法进行是否扩容的判断，需要扩容就调用expandCapacity方法进行扩容：

void expandCapacity(int minimumCapacity) {  
     int newCapacity = value.length * 2 + 2; 
     if (newCapacity - minimumCapacity < 0)  
           newCapacity =minimumCapacity;  
     if (newCapacity < 0) {  
         if (minimumCapacity < 0) //overflow  
               throw new OutOfMemoryError();  
         newCapacity =Integer.MAX_VALUE;  
     }  
   value = Arrays.copyOf(value, newCapacity);  
}

先尝试将容量夸大至2倍+2,如果还是不够,则直接扩容至需要的大小