Java之String、StringBuffer、StringBuilder的區別分析

相信大家對String 和StringBuffer 的差別也已經很了解了，但是估計還是會有很多同志對這兩個類別的工作原理有些不清楚的地方，今天我在這裡重新把這個概念給大家複習一下，順便牽出J2SE 5.0 裡面帶來的一個新的字元操作的類別－ StringBuilder 。那麼這個 StringBuilder 和 StringBuffer 以及我們最早遇見的 String 類別有那些差別呢？在不同的場合下我們該用哪一個呢？我講講自己對這幾個類的一點看法，也希望大家提出意見，每個人都有錯的地方，在錯了改的同時更是一個學習的好機會。

簡要的說， String 類型和StringBuffer 類型的主要性能區別其實在於String 是不可變的物件（為什麼？問問Java 的設計者吧，為什麼String 不是原生類型呢？）因此在每次對String 類型進行改變的時候其實都等於生成了一個新的String 對象，然後將指標指向新的String 對象，所以經常改變內容的字串最好不要用String ，因為每次產生物件都會對系統效能產生影響，特別當記憶體中無引用物件多了以後， JVM 的GC 就會開始運作，那速度是一定會相當慢的。這裡試著舉個不是很恰當的例子： 

String S1 = "abc"; 
For(int I = 0 ; I < 10000 ; I ++) // For 模拟程序的多次调用 
{ 
S1 + = "def"; 
S1 = "abc"; 
}

如果是這樣的話，到這個for 循環完畢後，如果內存中的對象沒有被GC 清理掉的話，內存中一共有2 萬多個了，驚人的數目，而如果這是一個很多人使用的系統，這樣的數目就不算很多了，所以大家使用的時候一定要小心。 

而如果是使用 StringBuffer 類別則結果就不一樣了，每次結果都會對 StringBuffer 物件本身進行操作，而不是產生新的對象，再改變物件參考。所以在一般情況下我們推薦使用 StringBuffer ，特別是字串物件經常改變的情況下。而在某些特別情況下， String 物件的字串拼接其實是被JVM 解釋成了StringBuffer 物件的拼接，所以這些時候String 物件的速度不會比StringBuffer 物件慢，而特別是以下的字串物件生成中， 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");

你會很驚訝的發現，產生String S1 物件的速度簡直太快了，而這個時候StringBuffer 居然速度上根本一點都不佔優勢。其實這是JVM 的把戲，在JVM 眼裡，這個 

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

這時候JVM 會規規矩矩的按照原來的方式去做， S1 對象的生成速度就不像剛才那麼快了，一會兒我們可以來個測試作個驗證。 

因此我們得到第一步結論： 在大部分情況下 StringBuffer > String 

而 StringBuilder 跟他們比又怎麼樣呢？先簡單介紹一下， StringBuilder 是 JDK5.0 中新增加的一個類，它跟 StringBuffer 的區別看下面的介紹（來源 JavaWorld ）： 

Java.lang.StringBuffer 線程安全的可變字符序列。類似於 String 的字串緩衝區，但不能修改。可將字串緩衝區安全地用於多個執行緒。可以在必要時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。 

每個字串緩衝區都有一定的容量。只要字串緩衝區所包含的字元序列的長度沒有超出此容量，就無需指派新的內部緩衝區陣列。如果內部緩衝區溢出，則此容量會自動增加。從 JDK 5.0 開始，為此類別增添了單一執行緒使用的等價類，即 StringBuilder 。與該類別相比，通常應該優先使用 StringBuilder 類別，因為它支援所有相同的操作，但由於它不執行同步，因此速度更快。 

但是如果將 StringBuilder 的實例用於多個執行緒是不安全的。需要這樣的同步，則建議使用 StringBuffer 。

這樣說估計大家都能明白他們之間的區別了，那麼下面我們再做一個一般性推導： 

在大部分情況下StringBuilder > StringBuffer 

因此，根據這個不等式的傳遞定理： 在大部分情況下StringBuilder > StringBuffer > String 

既然有這樣的推導結果了，我們來做個測試驗證： 

測試程式碼如下： 

public class testssb { 

/** Creates a new instance of testssb */ 
final static int ttime = 10000;// 测试循环次数 
public testssb() { 
} 

public void test(String s){ 
long begin = System.currentTimeMillis(); 
for(int i=0;i<ttime;i++){ 
s += "add"; 
} 
long over = System.currentTimeMillis(); 
System.out.println(" 操作 "+s.getClass().getName()+" 类型使用的时间为： " + (over - begin) + " 毫秒 " ); 
} 

public void test(StringBuffer s){ 
long begin = System.currentTimeMillis(); 
for(int i=0;i<ttime;i++){ 
s.append("add"); 
} 
long over = System.currentTimeMillis(); 
System.out.println(" 操作 "+s.getClass().getName()+" 类型使用的时间为： " + (over - begin) + " 毫秒 " ); 
} 

public void test(StringBuilder s){ 
long begin = System.currentTimeMillis(); 
for(int i=0;i<ttime;i++){ 
s.append("add"); 
} 
long over = System.currentTimeMillis(); 
System.out.println(" 操作 "+s.getClass().getName()+" 类型使用的时间为： " + (over - begin) + " 毫秒 " ); 
} 

// 对 String 直接进行字符串拼接的测试 
public void test2(){ 
String s2 = "abadf"; 
long begin = System.currentTimeMillis(); 
for(int i=0;i<ttime;i++){ 
String s = s2 + s2 + s2 ; 
} 
long over = System.currentTimeMillis(); 
System.out.println(" 操作字符串对象引用相加类型使用的时间为： " + (over - begin) + " 毫秒 " ); 
} 

public void test3(){ 
long begin = System.currentTimeMillis(); 
for(int i=0;i<ttime;i++){ 
String s = "abadf" + "abadf" + "abadf" ; 
} 
long over = System.currentTimeMillis(); 
System.out.println(" 操作字符串相加使用的时间为： "+ (over - begin) + " 毫秒 " ); 
} 

public static void main(String[] args){ 
String s1 ="abc"; 
StringBuffer sb1 = new StringBuffer("abc"); 
StringBuilder sb2 = new StringBuilder("abc"); 

testssb t = new testssb(); 
t.test(s1); 
t.test(sb1); 
t.test(sb2); 
t.test2(); 
t.test3(); 
} 
}

以上代码在 NetBeans 5.0 IDE/JDK1.6 上编译通过,循环次数 ttime 为 10000 次的测试结果如下： 
操作 java.lang.String 类型使用的时间为： 4392 毫秒 
操作 java.lang.StringBuffer 类型使用的时间为： 0 毫秒 
操作 java.lang.StringBuilder 类型使用的时间为： 0 毫秒 
操作字符串对象引用相加类型使用的时间为： 15 毫秒 
操作字符串相加使用的时间为： 0 毫秒 

好像还看不出 StringBuffer 和 StringBuilder 的区别，把 ttime 加到 30000 次看看： 
操作 java.lang.String 类型使用的时间为： 53444 毫秒 
操作 java.lang.StringBuffer 类型使用的时间为： 15 毫秒 
操作 java.lang.StringBuilder 类型使用的时间为： 15 毫秒 
操作字符串对象引用相加类型使用的时间为： 31 毫秒 
操作字符串相加使用的时间为： 0 毫秒 

StringBuffer 和 StringBuilder 的性能上还是没有太大的差异，再加大到 100000 看看，这里就不加入对 String 类型的测试了，因为对 String 类型这么大数据量的测试会很慢滴…… 
操作 java.lang.StringBuffer 类型使用的时间为： 31 毫秒 
操作 java.lang.StringBuilder 类型使用的时间为： 16 毫秒 

能看出差别了，但其中有多次的测试结果居然是 StringBuffer 比 StringBuilder 快，再加大一些到 1000000 看看（应该不会当机吧？）： 
操作 java.lang.StringBuffer 类型使用的时间为： 265 毫秒 
操作 java.lang.StringBuilder 类型使用的时间为： 219 毫秒 

有些少区别了，而且结果很稳定，再大点看看， ttime = 5000000 ： 

······ Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space ······ 

呵呵，算了，不去测试了，基本来说都是在性能上都是 StringBuilder > StringBuffer > String 的了。

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