String、StringBuilder、StringBuffer 用法比较-阿里云开发者社区

【本文转载于http://blog.csdn.net/ithomer/article/details/7669843】

String、StringBuilder、StringBuffer 三个类源自JDK的 java/lang/ 目录下：

String 字符串常量
StringBuffer 字符串变量（线程安全）
StringBuilder 字符串变量（非线程安全，JDK 5.0(1.5.0) 后支持）

String
简要的说， String 类型和 StringBuffer 类型的主要性能区别其实在于 String 是不可变的对象, 因此在每次对 String 类型进行改变的时候其实都等同于生成了一个新的 String 对象，然后将指针指向新的 String 对象，所以经常改变内容的字符串最好不要用 String ，因为每次生成对象都会对系统性能产生影响，特别当内存中无引用对象多了以后， JVM 的 GC 就会开始工作，那速度是一定会相当慢的。

String 构造函数：

[java]view plaincopyprint? 
   
 private final char value[];   
    private final int offset;   
    private final int count;   
    
 public String() {   
        this.offset = 0;   
        this.count = 0;   
        this.value = new char[0];   
    }   
    
 public String(String original) {   
        int size = original.count;   
        char[] originalValue = original.value;   
        char[] v;   
        if (originalValue.length > size) {   
            // The array representing the String is bigger than the new   
            // String itself.  Perhaps this constructor is being called   
            // in order to trim the baggage, so make a copy of the array.   
            int off = original.offset;   
            v = Arrays.copyOfRange(originalValue, off, off+size);   
        } else {   
            // The array representing the String is the same   
            // size as the String, so no point in making a copy.   
            v = originalValue;   
        }   
        this.offset = 0;   
        this.count = size;   
        this.value = v;   
    }   
    
 public String(char value[]) {   
        int size = value.length;   
        this.offset = 0;   
        this.count = size;   
        this.value = Arrays.copyOf(value, size);   
    }   
    
 public String(char value[], int offset, int count) {   
        if (offset < 0) {   
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset);   
        }   
        if (count < 0) {   
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(count);   
        }   
        // Note: offset or count might be near -1>>>1.   
        if (offset > value.length - count) {   
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset + count);   
        }   
        this.offset = 0;   
        this.count = count;   
        this.value = Arrays.copyOfRange(value, offset, offset+count);   
    }   
    
 public String substring(int beginIndex, int endIndex) {   
        if (beginIndex < 0) {   
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(beginIndex);   
        }   
        if (endIndex > count) {   
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(endIndex);   
        }   
        if (beginIndex > endIndex) {   
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(endIndex - beginIndex);   
        }   
        return ((beginIndex == 0) && (endIndex == count)) ? this :   
            new String(offset + beginIndex, endIndex - beginIndex, value);       // 返回新对象   
    }   
    
 public String concat(String str) {   
        int otherLen = str.length();   
        if (otherLen == 0) {   
            return this;   
        }   
        char buf[] = new char[count + otherLen];   
        getChars(0, count, buf, 0);   
        str.getChars(0, otherLen, buf, count);   
        return new String(0, count + otherLen, buf);     // 返回新对象   
    }   
    
 public static String valueOf(char data[]) {   
        return new String(data);     // 返回新对象   
    }   
    
 public static String valueOf(char c) {   
        char data[] = {c};   
        return new String(0, 1, data);       // 返回新对象   
    }   

StringBuffer
StringBuffer 每次对对象本身进行操作，而不是生成新的对象，再改变对象引用。所以在一般情况下我们推荐使用 StringBuffer ，特别是字符串对象经常改变的情况下。

StringBuffer 构造函数：

[java]view plaincopyprint? 
   
 public StringBuffer() {   
        super(16);   
    }   
    
 public StringBuffer(int capacity) {   
        super(capacity);   
    }   
    
 public StringBuffer(String str) {   
        super(str.length() + 16);   
        append(str);   
    }   
    
 public StringBuffer(CharSequence seq) {   
        this(seq.length() + 16);   
        append(seq);   
    }   
    
 public synchronized int length() {      // 字节实际长度   
        return count;   
    }   
    
 public synchronized int capacity() {    // 字节存储容量（value数组的长度）   
        return value.length;   
    }   
    
 public synchronized void ensureCapacity(int minimumCapacity) {   
        if (minimumCapacity > value.length) {   
            expandCapacity(minimumCapacity);   
        }   
    }   
    
 public synchronized StringBuffer append(Object obj) {   
        super.append(String.valueOf(obj));   
        return this; // 返回对象本身   
    }   
    
 public synchronized StringBuffer append(String str) {   
        super.append(str);   
        return this; // 返回对象本身   
    }   
    
 public synchronized StringBuffer append(StringBuffer sb) {   
        super.append(sb);   
        return this; // 返回对象本身   
    }   

而在某些特别情况下， String 对象的字符串拼接其实是被 JVM 解释成了 StringBuffer 对象的拼接，所以这些时候 String 对象的速度并不会比 StringBuffer 对象慢，而特别是以下的字符串对象生成中， String 效率是远要比 StringBuffer 快的：
String S1 = “This is only a” + “ simple” + “ test”;
StringBuffer Sb = new StringBuilder(“This is only a”).append(“ simple”).append(“ test”);
你会很惊讶的发现，生成 String S1 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，在 JVM 眼里，这个
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;
这时候 JVM 会规规矩矩的按照原来的方式去做

在大部分情况下： StringBuffer > String

Java.lang.StringBuffer线程安全的可变字符序列。一个类似于 String 的字符串缓冲区，但不能修改。虽然在任意时间点上它都包含某种特定的字符序列，但通过某些方法调用可以改变该序列的长度和内容。
可将字符串缓冲区安全地用于多个线程。可以在必要时对这些方法进行同步，因此任意特定实例上的所有操作就好像是以串行顺序发生的，该顺序与所涉及的每个线程进行的方法调用顺序一致。
StringBuffer 上的主要操作是 append 和 insert 方法，可重载这些方法，以接受任意类型的数据。每个方法都能有效地将给定的数据转换成字符串，然后将该字符串的字符追加或插入到字符串缓冲区中。append 方法始终将这些字符添加到缓冲区的末端；而 insert 方法则在指定的点添加字符。
例如，如果 z 引用一个当前内容是“start”的字符串缓冲区对象，则此方法调用 z.append("le") 会使字符串缓冲区包含“startle”，而 z.insert(4, "le") 将更改字符串缓冲区，使之包含“starlet”。

StringBuilder
java.lang.StringBuilder一个可变的字符序列是5.0新增的。此类提供一个与 StringBuffer 兼容的 API，但不同步。该类被设计用作 StringBuffer 的一个简易替换，用在字符串缓冲区被单个线程使用的时候（这种情况很普遍）。如果可能，建议优先采用该类，因为在大多数实现中，它比 StringBuffer 要快。两者的方法基本相同。

StringBuilder 构造函数：

[java]view plaincopyprint? 
   
 public StringBuilder() {   
        super(16);   
    }   
    
 public StringBuilder(int capacity) {   
        super(capacity);   
    }   
    
 public StringBuilder(String str) {   
        super(str.length() + 16);   
        append(str);   
    }   
    
 public StringBuilder(CharSequence seq) {   
        this(seq.length() + 16);   
        append(seq);   
    }   
    
 public StringBuilder append(Object obj) {   
        return append(String.valueOf(obj));   
    }   
    
    public StringBuilder append(String str) {   
        super.append(str);   
        return this; // 返回对象本身   
    }   
    
 private StringBuilder append(StringBuilder sb) {   
        if (sb == null)   
            return append("null");   
        int len = sb.length();   
        int newcount = count + len;   
        if (newcount > value.length)   
            expandCapacity(newcount);   
        sb.getChars(0, len, value, count);   
        count = newcount;   
        return this; // 返回对象本身   
    }   
    
 public StringBuilder append(StringBuffer sb) {   
        super.append(sb);   
        return this; // 返回对象本身   
    }   

在大部分情况下： StringBuilder > StringBuffer

总结

StringBuffer 和 StringBuilder 都继承于 AbstractStringBuilder 父类，实现了java.io.Serializable, CharSequence

AbstractStringBuilder 父类构造函数：

[java]view plaincopyprint? 
   
 char[] value;       // 字符数组   
    
 AbstractStringBuilder() {   
    }   
    
 AbstractStringBuilder(int capacity) {   
        value = new char[capacity];      // 申请字节存储容量   
    }   
    
 public int length() {   
        return count;            // 返回实际字节长度   
    }   
    
 public int capacity() {   
        return value.length; // 返回字节存储容量   
    }   
    
 public void ensureCapacity(int minimumCapacity) {   
        if (minimumCapacity > 0)   
            ensureCapacityInternal(minimumCapacity); // 扩展容量大小   
    }   
    
 private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) {   
        // overflow-conscious code   
        if (minimumCapacity - value.length > 0)       // 如果设置的最小容量 > 当前字节存储容量   
            expandCapacity(minimumCapacity);   
    }   
    
 void expandCapacity(int minimumCapacity) {   
        int newCapacity = value.length * 2 + 2;      // 自动新增容量，为当前容量的2倍加2（java是unicode编码，占两个字节）   
        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);   
    }   
    
 public AbstractStringBuilder append(Object obj) {   
        return append(String.valueOf(obj));   
    }   
    
 public AbstractStringBuilder append(String str) {   
        if (str == null) str = "null";   
        int len = str.length();   
        ensureCapacityInternal(count + len);   
        str.getChars(0, len, value, count);   
        count += len;   
        return this;     // 返回对象本身   
    }   
    
 public AbstractStringBuilder append(StringBuffer sb) {   
        if (sb == null)   
            return append("null");   
        int len = sb.length();   
        ensureCapacityInternal(count + len);   
        sb.getChars(0, len, value, count);   
        count += len;   
        return this;     // 返回对象本身   
    }   
    
 public AbstractStringBuilder append(CharSequence s) {   
        if (s == null)   
            s = "null";   
        if (s instanceof String)   
            return this.append((String)s);   
        if (s instanceof StringBuffer)   
            return this.append((StringBuffer)s);   
        return this.append(s, 0, s.length());        // 返回对象本身   
    }   

关于String更多的介绍，请详见我先前写的博客：Java 之 String 类型

在大部分情况下，三者的效率如下：

StringBuilde > StringBuffer > String

String、StringBuilder、StringBuffer 用法比较

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