全面解释java中StringBuilder、StringBuffer、String类之间的关系

StringBuilder、StringBuffer、String类之间的关系

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　　java中String、StringBuffer、StringBuilder是编程中经常使用的字符串类，在上一篇博文中我们已经熟悉String字符串的特性和使用，而StringBuffer、StringBuilder又是怎么样的字符串类呢？？他们之间的区别和关系又是什么呢？？这问题经常在面试中会问到，现在总结一下，看看他们的不同与相同。

1.可变与不可变

1）String类中使用字符数组保存字符串，如下就是，因为有“final”修饰符，所以可以知道string对象是不可变的。

　　　　private final char value[];

String的值是不可变的，这就导致每次对String的操作都会生成新的String对象，不仅效率低下，而且大量浪费有限的内存空间。

1 String a = "a"; //假设a指向地址0x00012 a = "b";//重新赋值后a指向地址0x0002，但0x0001地址中保存的"a"依旧存在，但已经不再是a所指向的,a 已经指向了其它地址。 

因此String的操作都是改变赋值地址而不是改变值操作。

2）StringBuilder与StringBuffer都继承自AbstractStringBuilder类，在AbstractStringBuilder中也是使用字符数组保存字符串，如下就是，可知这两种对象都是可变的。

　　　　char[] value;

StringBuffer是可变类，和线程安全的字符串操作类，任何对它指向的字符串的操作都不会产生新的对象。 每个StringBuffer对象都有一定的缓冲区容量，当字符串大小没有超过容量时，不会分配新的容量，当字符串大小超过容量时，会自动增加容量。

1 StringBuffer buf=new StringBuffer(); //分配长16字节的字符缓冲区2 StringBuffer buf=new StringBuffer(512); //分配长512字节的字符缓冲区3 StringBuffer buf=new StringBuffer("this is a test")//在缓冲区中存放了字符串，并在后面预留了16字节的空缓冲区。 

StringBuffer和StringBuilder类功能基本相似，主要区别在于StringBuffer类的方法是多线程、安全的，而StringBuilder不是线程安全的，相比而言，StringBuilder类会略微快一点。对于经常要改变值的字符串应该使用StringBuffer和StringBuilder类。

2.是否多线程安全

String中的对象是不可变的，也就可以理解为常量，显然线程安全。

AbstractStringBuilder是StringBuilder与StringBuffer的公共父类，定义了一些字符串的基本操作，如expandCapacity、append、insert、indexOf等公共方法。

StringBuffer对方法加了同步锁或者对调用的方法加了同步锁，所以是线程安全的。看如下源码：

 

1 public synchronized StringBuffer reverse() {2     super.reverse();3     return this;4 }5 6 public int indexOf(String str) {7     return indexOf(str, 0);        //存在 public synchronized int indexOf(String str, int fromIndex) 方法8 }

 

StringBuilder并没有对方法进行加同步锁，所以是非线程安全的。

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StringBuffer是线程安全的，这意味着它们已经同步方法来控制访问，以便只有一个线程可以在同一时间访问一个StringBuffer对象同步代码。因此，StringBuffer的对象通常在多线程环境中是安全的，使用多个线程可以试图同时访问相同StringBuffer对象。

StringBuilder类非常相似的StringBuffer，不同之处在于它的访问不同步的，因此，它不是线程安全的。由于不同步，StringBuilder的性能可以比StringBuffer更好。因此，如果在单线程环境中工作，使用StringBuilder，而不是StringBuffer可能会有更高的性能。这也类似其他情况，如StringBuilder的局部变量(即一个方法中的一个变量)，其中只有一个线程会访问一个StringBuilder对象。

 

3.StringBuffer和StringBuilder类的速度比较

一般情况下,速度从快到慢:StringBuilder>StringBuffer>String,这种比较是相对的，不是绝对的。（要考虑程序是单线程还是多线程）

接下来，我直接贴上测试过程和结果的代码，一目了然：

 1 package com.hysum.test; 2  3 public class StringTest { 4     final static int time = 50000; //循环次数  5     /* 6      * String类测试方法 7      */ 8     public void test(String s){ 9         long begin = System.currentTimeMillis();//获取当前系统时间（毫秒数），开始10         for(int i=0; i<time; i++){11         s += "add";12         }13         long over = System.currentTimeMillis();//获取当前系统时间（毫秒数），结束14         System.out.println("操作"+s.getClass().getName()+"类型使用的时间为："+(over-begin)+"毫秒");15         }16     /*17      * StringBuffer类测试方法18      */19     public void test(StringBuffer s){20         long begin = System.currentTimeMillis();21         for(int i=0; i<time; i++){22         s.append("add");23         }24         long over = System.currentTimeMillis();25         System.out.println("操作"+s.getClass().getCanonicalName()+"类型使用的时间为："+(over-begin)+"毫秒");26         }27     /*28      * StringBuilder类测试方法29      */30     public void test(StringBuilder s){31         long begin = System.currentTimeMillis();32         for(int i=0; i<time; i++){33         s.append("add");34         }35         long over = System.currentTimeMillis();36         System.out.println("操作"+s.getClass().getName()+"类型使用的时间为："+(over-begin)+"毫秒");37         }38 39     /*对 String 直接进行字符串拼接的测试*/40     public void test2(){//操作字符串对象引用相加类型使用的时间41         String s2 = "abcd";42         long begin = System.currentTimeMillis();43         for(int i=0; i<time; i++){44         String s = s2 + s2 +s2;45         }46         long over = System.currentTimeMillis();47         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");48         }49     public void test3(){//操作字符串相加使用的时间50         long begin = System.currentTimeMillis();51         for(int i=0; i<time; i++){52         String s = "abcd" + "abcd" +  "abcd";53         }54         long over = System.currentTimeMillis();55         System.out.println("操作字符串相加使用的时间为："+(over-begin)+"毫秒");56         } 57     public static void main(String[] args) {58         // TODO Auto-generated method stub59         String s1 =  "abcd";60         StringBuffer st1 = new StringBuffer( "abcd");61         StringBuilder st2 = new StringBuilder( "abcd");62         StringTest tc = new StringTest();63         tc.test(s1);64         tc.test(st1);65         tc.test(st2);66         tc.test2();67         tc.test3(); 68     }69 70 }

运行结果：

结果分析：

从上面的结果可以看出，不考虑多线程，采用String对象时，执行时间比其他两个都要高得多，而采用StringBuffer对象和采用StringBuilder对象的差别也比较明显；而以String类为例，操作字符串对象引用相加类型使用的时间比直接/操作字符串相加使用的时间也多得多。由此可见，如果我们的程序是在单线程下运行，或者是不必考虑到线程同步问题，我们应该优先使用StringBuilder类；如果要保证线程安全，自然是StringBuffer；能直接操作字符串不用字符串引用就直接操作字符串。

4、StringBuilder与StringBuffer共同点

StringBuilder与StringBuffer有公共父类AbstractStringBuilder(抽象类)。

StringBuilder、StringBuffer的方法都会调用AbstractStringBuilder中的公共方法，如super.append(...)。只是StringBuffer会在方法上加synchronized关键字，进行同步。

那么我们接来下看一下它们的主要方法吧~