Java字符串处理String、StringBuilder、StringBuffer类效率分析

字符串操作是编写程序中最常见的行为，本文对String、StringBuilder、StringBuffer三个类在字符串处理方面的效率进行分析。

Java中最常见也是应用最广泛的类就是String类。

String：Strings are constant; their values cannot be changed after they are created.

这是JDK对String的解释，意思是：String是常量，一旦创建后它的值不能被修改。

先看String对象是如何创建的：

String str1 = “abc”;

String str2 = new String(“abc”);

这是我们常见的两种形式。

第一种方式创建的字符串会放在栈里，更确切的是常量池中，常量池就是用来保存在编译阶段确定好了大小的数据，一般我们定义的int等基本数据类型就保存在这里。其具体的一个流程就是，编译器首先检查常量池，看看有没有一个“abc”，如果没有则创建。如果有的话，则则直接把str1指向那个位置。

第二种创建字符串的方法是通过new关键字，还是java的内存分配，java会将new的对象放在堆中，这一部分对象是在运行时创建的对象。所以我们每一次new的时候，都会创建不同的对象，即便是堆中已经有了一个一模一样的。

下面的程序将验证上面的说法。

1 String str1 = "abc";

2 String str2 = new String("abc");

3

4 String str3 = "abc";

5 String str4 = new String("abc");

6

7 System.out.println(str1==str2);//false

8

9 System.out.println(str1 == str3);//true

10 System.out.println(str2 == str4);//false

11 // When the intern method is invoked, if the pool already contains a

12 // string equal to this String object as determined by the

13 // equals(Object) method, then the string from the pool is returned.

14 // Otherwise, this String object is added to the pool and a reference to

15 // this String object is returned.

16 str2 = str2.intern();

17 System.out.println(str1==str2);//true

18

19 false

20 true

21 false

22 true

以上程序中用两种方式创建的4个对象，”==”比较的是地址，从结果可以看到str1和str3相同，指向同一个对象。而str2和str4比较返回结果是false，说明str2和str4指向的不是同一个对象。

（上面用到了一个比较少见的方法：intern。在str2调用了intern方法后对str1和str2进行比较返回true，可以从代码注释中看明白，intern方法返回常量池中内容和该对象相同的对象，如果常量池中不存在，则将该对象加入到常量池中。）

String对象是不变的，那为什么可以进行str+=”abc”这样的操作？其实类似这样的操作是新生成了一个String对象，包含str和abc连接后的字符串。

1 package test;

2

3 public class StringTest {

4public static void main(String[] args) {

5 String str1 = "abc";

6 str1 += "123";

7}

8 }



从编译之后的class可以看出编译器自动引入了StringBuilder类，通过它的初始化方法创建了StringBuilder对象，通过append方法添加了内容，调用toString返回连接后的对象。以上内容证明了String对象是不可变的，连接操作实际是返回了新的对象。如果是循环多次进行连接，将不断的创建StringBuilder对象，append新内容，toString成String对象。这就带来了String类处理字符串更改操作的效率问题。

1 public class StringTest {

2public static void main(String[] args) {

3 long start, end;

4

5 StringBuilder strBuilder = new StringBuilder(" ");

6 start = System.currentTimeMillis();

7 for (int i = 0; i < 100000; i++) {

8 strBuilder.append(" ");

9 }

10 end = System.currentTimeMillis();

11 System.out.println("StringBuilder append: " + (end - start) + "ms");

12

13 String str = " ";

14 start = System.currentTimeMillis();

15 for (int i = 0; i < 100000; i++) {

16 str += " ";

17 }

18 end = System.currentTimeMillis();

19 System.out.println("String +: " + (end - start) + "ms");

20}

21 }



可以看到String和StringBuilder在效率方便的差距。

StringBuffer：A thread-safe, mutable sequence of characters. A string buffer is like a String, but can be modified.

StringBuilder：A mutable sequence of characters. This class provides an API compatible with StringBuffer, but with no guarantee of synchronization.

StringBuffer是可变的、线程安全的字符串。StringBuilder就是StringBuffer的非线程同步的版本，二者的方法差不多，只是一个线程安全（适用于多线程）一个没有线程安全（适用于单线程）。