Java入门系列之StringBuilderStringBuffer

Posted 2022-07-31 jeffckywang

前言

上一节我们讲解了字符串的特性，除了字符串类外，还有两个我们也会经常用到的类，那就是StringBuffer和StringBuilder。因为字符串不可变，所以我们每次对字符串的修改比如通过连接concat、trim等都会创建一个新的字符串对象，那么我们如何在不创建字符串垃圾(大量临时的字符串)的 情况下操作字符串呢？答案则是使用StringBuffer和StringBuilder，StringBuffer是旧类，但是在Java 5中新增了StringBuilder，并且在Enum，Generics等和Java中的Autoboxing方面进行了重大改进。

 

StringBuffer VS StringBuilder

String和StringBuffer之间的主要区别是String是不可变的，而StringBuffer、StringBuilder可变，这也就意味着我们可以在创建StringBuffer对象时修改它而不创建任何新对象，这个可变属性使StringBuffer成为处理Java中的字符串的理想选择，同时，这种可变性更加节省时间并且资源消耗更少。当然我们可以通过toString将StringBuffer转换为String。这两个类几乎相同，它们使用具有相同名称的方法返回相同的结果，我们看看StringBuffer和StringBuilder源码中的Append方法即可知其区别：

   @Override
    public synchronized StringBuffer append(String str) 
        toStringCache = null;
        super.append(str);
        return this;
    

    @Override
    public StringBuilder append(String str) 
        super.append(str);
        return this;
    

线程安全：StringBuffer方法是同步的，这意味着一次只能有一个线程调用StringBuffer实例的方法。 另一方面，StringBuilder方法不同步，因此多个线程可以调用StringBuilder类中的方法而不会被阻塞。所以我们得出结论，StringBuffer是一个线程安全的类，而StringBuilder则不是。如果我们正在处理使用多线程的应用程序，那么使用StringBuilder可能会有线程不安全风险。

速度：StringBuffer实际上比StringBuilder慢两到三倍。 这背后的原因是StringBuffer同步，一次只允许一个对象在一个对象上执行，导致代码执行速度慢得多。

StringBuffer和StringBuilder都有相同的方法（除了StringBuffer类中的synchronized方法声明外），以下为常见方法：

• append()
• insert()
• replace()
• delete()
• reverse()

我们通过如下示例来使用上述几个常用方法：

public class Main 
    public static void main(String[] args) 
        StringBuffer sb = new StringBuffer("Buffer no 1");
        System.out.println(sb);

        sb.append(" - and this is appended!");
        System.out.println(sb);
        sb.insert(11, ", this is inserted");
        System.out.println(sb);
        sb.replace(7, 9, "Number");
        System.out.println(sb);
        sb.delete(7, 14);
        System.out.println(sb);
        sb.reverse();
        System.out.println(sb);
    

接下来我们来对String、StringBuffer、StringBuilder进行性能测试。 

        String concatString = "concatString";
        StringBuffer appendBuffer = new StringBuffer("appendBuffer");
        StringBuilder appendBuilder = new StringBuilder("appendBuilder");
        long timerStarted;

        timerStarted = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 50000; i++) 
            concatString += " another string";
        
        System.out.println("Time needed for 50000 String concatenations: " + (System.currentTimeMillis() - timerStarted) + "ms");

        timerStarted = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 50000; i++) 
            appendBuffer.append(" another string");
        
        System.out.println("Time needed for 50000 StringBuffer appends: " + (System.currentTimeMillis() - timerStarted) + "ms");

        timerStarted = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 50000; i++) 
            appendBuilder.append(" another string");
        
        System.out.println("Time needed for 50000 StringBuilder appends: " + (System.currentTimeMillis() - timerStarted) + "ms");

如上打印输出因Java虚拟机而异，从如上基准测试中我们还是可以看出StringBuilder是字符串操作中最快的，次之StringBuffer，它比StringBuilder慢1倍多，最后是String这是字符串操作中最慢的。使用StringBuilder的时间比普通的String快一系列。那么是不是说明我们对字符串操作时，完全摒弃使用字符串呢？当然不是，凡是没绝对，比如对字符串只是简单操作，直接使用字符串也没有多大性能损耗。

String：不可变（这意味着更多的内存消耗）并且在进行字符串操作时非常慢，但是线程安全。

StringBuffer：可变且内存有效，并且是线程安全的。 与更快的StringBuilders相比，它们的下降速度是速度。

StringBuilder：可变的且内存有效，它们是字符串操作中最快的，但不幸的是它不是线程安全的。

总结

本节我们比较了StringBuffer和StringBuilder的区别，算是做一个笔记，没有什么理解难点，如果我们基于以上事实结论考虑，我们始终会做出正确的选择！