Java StringBuffer与StringBuider

String 的值是不可变的，每次对String的操作都会生成新的String对象，不仅效率低，而且耗费大量内存空间。

StringBuffer类和String类一样，也用来表示字符串，但是StringBuffer的内部实现方式和String不同，在进行字符串处理时，不生成新的对象，在内存使用上要优于String。

StringBuffer 默认分配16字节长度的缓冲区，当字符串超过该大小时，会自动增加缓冲区长度，而不是生成新的对象。

StringBuffer不像String，只能通过 new 来创建对象，不支持简写方式，例如：

StringBuffer str1 = new StringBuffer();  // 分配16个字节长度的缓冲区
StringBuffer str2 = =new StringBuffer(512);  // 分配512个字节长度的缓冲区
// 在缓冲区中存放了字符串，并在后面预留了16个字节长度的空缓冲区
StringBuffer str3 = new StringBuffer("www.weixueyuan.net");

StringBuffer类的主要方法

StringBuffer类中的方法主要偏重于对于字符串的操作，例如追加、插入和删除等，这个也是StringBuffer类和String类的主要区别。实际开发中，如果需要对一个字符串进行频繁的修改，建议使用 StringBuffer。

1) append() 方法

append() 方法用于向当前字符串的末尾追加内容，类似于字符串的连接。调用该方法以后，StringBuffer对象的内容也发生改变，例如：

StringBuffer str = new StringBuffer(“biancheng100”);
str.append(true);

则对象str的值将变成”biancheng100true”。注意是str指向的内容变了，不是str的指向变了。

字符串的”+“操作实际上也是先创建一个StringBuffer对象，然后调用append()方法将字符串片段拼接起来，最后调用toString()方法转换为字符串。

这样看来，String的连接操作就比StringBuffer多出了一些附加操作，效率上必然会打折扣。

但是，对于长度较小的字符串，”+“操作更加直观，更具可读性，有些时候可以稍微牺牲一下效率。

2)  deleteCharAt()

deleteCharAt() 方法用来删除指定位置的字符，并将剩余的字符形成新的字符串。例如：

StringBuffer str = new StringBuffer("abcdef");
str. deleteCharAt(3);

该代码将会删除索引值为3的字符，即”d“字符。

你也可以通过delete()方法一次性删除多个字符，例如：

StringBuffer str = new StringBuffer("abcdef");
str.delete(1, 4);

该代码会删除索引值为1~4之间的字符，包括索引值1，但不包括4。

3) insert() 方法

insert() 用来在指定位置插入字符串，可以认为是append()的升级版。例如：

StringBuffer str = new StringBuffer("abcdef");
str.insert(3, "xyz");

最后str所指向的字符串为 abcdxyzef。

4) setCharAt() 方法

setCharAt() 方法用来修改指定位置的字符。例如：

StringBuffer str = new StringBuffer("abcdef");
str.setCharAt(3, 'z');

该代码将把索引值为3的字符修改为 z，最后str所指向的字符串为 abczef。

以上仅仅是部分常用方法的简单说明，更多方法和解释请查阅API文档。

String和StringBuffer的效率对比

为了更加明显地看出它们的执行效率，下面的代码，将26个英文字母加了10000次。

public class Demo {
    public static void main(String[] args){
        String fragment = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
        int times = 10000;
       
        // 通过String对象
        long timeStart1 = System.currentTimeMillis();
        String str1 = "";
        for (int i=0; i<times; i++) {
            str1 += fragment;
        }
        long timeEnd1 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("String: " + (timeEnd1 - timeStart1) + "ms");
       
        // 通过StringBuffer
        long timeStart2 = System.currentTimeMillis();
        StringBuffer str2 = new StringBuffer();
        for (int i=0; i<times; i++) {
            str2.append(fragment);
        }
        long timeEnd2 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("StringBuffer: " + (timeEnd2 - timeStart2) + "ms");
    }
}

运行结果：
String: 5287ms
StringBuffer: 3ms

结论很明显，StringBuffer的执行效率比String快上千倍，这个差异随着叠加次数的增加越来越明显，当叠加次数达到30000次的时候，运行结果为：
String: 35923ms
StringBuffer: 8ms

所以，强烈建议在涉及大量字符串操作时使用StringBuffer。

StringBuilder类

StringBuilder类和StringBuffer类功能基本相似，方法也差不多，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。

StringBuffer、StringBuilder、String中都实现了CharSequence接口。

CharSequence是一个定义字符串操作的接口，它只包括length()、charAt(int index)、subSequence(int start, int end) 这几个API。

StringBuffer、StringBuilder、String对CharSequence接口的实现过程不一样，如下图所示：

图1  对CharSequence接口的实现

可见，String直接实现了CharSequence接口；StringBuilder 和 StringBuffer都是可变的字符序列，它们都继承于AbstractStringBuilder，实现了CharSequence接口。

总结

线程安全：

• StringBuffer：线程安全
• StringBuilder：线程不安全

速度：
一般情况下，速度从快到慢为 StringBuilder > StringBuffer > String，当然这是相对的，不是绝对的。

使用环境：

• 操作少量的数据使用 String；
• 单线程操作大量数据使用 StringBuilder；
• 多线程操作大量数据使用 StringBuffer。

Java String是一个“不可变常量字符串”对象，final属性定义。之所以这么说，是从String内部在盛放字符串时候的容器char数组而言。比如当用户在初始化阶段定义了一个String对象String s=”hello,world!”，而此时再次对s进行操作改变s的值时候，如再次给s赋值使得s=”zhangphil”，那么Java的JVM其实是再次创建了一个新的String对象，然后移动指针s指向了新的String对象（对象内部的字符串是“zhangphil”）。由此可见，假如在代码中需要频繁的修改String对象中的字符内容，那么应该尽量避免使用String，原因在于每一次修改String内容后，其实就是JVM在内存堆上创建了一个新的String对象，由此导致的问题有三：
（一）如果代码中的String对象频繁的修改，表面仍然是在一个String对象中修改赋值，但其实底层的JavaJVM在内存的堆上创建了更多新的String对象，同时与之相伴随的是更多死去的String对象，此过程简单总结就是Java JVM在频繁的创建对象，也产生死去的对象，即，生成一个新的String对象，死去一个String对象。这样将产生大量JVM内存碎片，极大概率提高Java了系统触发Java GC的时机，由此降低了系统性能 。
（二）String对象的产生、赋值修改操作过程是多线程不安全操作，原因如前所述，每一次对String对象的赋值、操作，导致Java JVM在底层创建了新的String对象，在操作系统的CPU时机片上，线程不保证安全。如果多线程在操作此String对象，那么就极有可能在操作系统调度切换CPU时间片时，操作的目标对象不一致，有的指向新的String s对象，有的线程却仍指向旧的String s对象。
（三）每一次修改赋值String s对象，是创建了新的String对象，然后把新的对象引用赋给s。这个操作是在堆上创建 ，若频繁操作，势必造成较大系统开销。
小结：如果是在代码启动后，String对象不再修改重新赋值，那么可以考虑使用String，比如在代码中定义一些public static final String常量。如果需要在代码中频繁修改和赋值操作字符串对象具体内容，建议使用StringBuffer。
不同于String字符串常量，StringBuffer是字符串变量。StringBuffer不会产生String那样的问题：每一次修改就重新创建一个新的String对象。在某种程度上讲，StringBuffer内部维持一个可变长度的char数组盛放用户字符数据，因此StringBuffer是线程安全的。由于StringBuffer是在一个字符char数组进行原子赋值、操作，不是像String那样以“乾坤大挪移”的方式改变引用进行字符串赋值、操作，在理论上讲，字符的操作层面，StringBuffer的性能优于String。
StringBuilder是在后续新版Java中引入的字符类，StringBuilder和StringBuffer类似，均是字符串变量，但是StringBuilder多线程不安全，而单线程安全，StringBuilder在单线程中性能优于StringBuffer，所，如果仅仅是在单线程中使用字符串变量，优先可考虑使用StringBuilder。