浅谈java中的String、StringBuffer、StringBuilder类的区别以及关系

在java中最常见的使用就是对字符串的操作：首先先说一下对字符串的理解：字符串就是一连串字符序列，Java提供了String和StringBuffer两个类来封装字符串，并提供一系列方法来操作字符串对象。接下来对它们一一描述：

String类是不可变类：

即一旦一个String对象被创建以后，包含在这个对象中的字符串是不可改变的，直到这个对象被销毁。

StringBuffer类：

在java中则代表一个字符序列可变的字符串，即一个StringBuffer被创建以后，StringBuffer提供的append()、insert()、reverse()、setChatAt()、setLength()等方法可以改变这个字符串对象的字符序列。一旦通过StringBuffer生成了最终想要的字符串，就可以调用它的toString()方法将其转换为一个String对象。

StringBuilder类：

它是在jdk1.5新增的一个StringBuilder类，它也代表字符串对象，在这里重点说一下StringBuilder和StringBuffer基本相似，它们底层的构造器基本相同，不同的是StringBuffer是线程安全的，而StringBuilder则没有实现线程安全功能的，正因为这个原因，它的性能较好一些。。。

来点刺激的String的源码：

public final class String
implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
/** The value is used for character storage. */
private final char value[];

/** Cache the hash code for the string */
private int hash; // Default to 0

private static final long serialVersionUID = -6849794470754667710L;

private static final ObjectStreamField[] serialPersistentFields =
new ObjectStreamField[0];
...

可以看出String是由char[]来实现的,String是final类，也就意味着String类是不可以继承的

注意：刚开始说String是不可以变的就是因为char[]在是private的，并且String类没有提供setter方法，导致无法改变这个String对象 String s = “123456”中的s是对象的引用，对象的引用指向对象。对象是不可变的，但是对象的引用是可变的。

下面分析看一下它们中的方法的源码：

substring

public String substring(int beginIndex) {
if (beginIndex < 0) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(beginIndex);
}
int subLen = value.length - beginIndex;
if (subLen < 0) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(subLen);
}
return (beginIndex == 0) ? this : new String(value, beginIndex, subLen);
}

public String substring(int beginIndex, int endIndex) {
if (beginIndex < 0) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(beginIndex);
}
if (endIndex > value.length) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(endIndex);
}
int subLen = endIndex - beginIndex;
if (subLen < 0) {
throw new StringIndexOutOfBoundsException(subLen);
}
return ((beginIndex == 0) && (endIndex == value.length)) ? this
: new String(value, beginIndex, subLen);
}

concat

public String concat(String str) {
int otherLen = str.length();
if (otherLen == 0) {
return this;
}
int len = value.length;
char buf[] = Arrays.copyOf(value, len + otherLen);
str.getChars(buf, len);
return new String(buf, true);
}

replace

public String replace(char oldChar, char newChar) {
if (oldChar != newChar) {
int len = value.length;
int i = -1;
char[] val = value; /* avoid getfield opcode */

while (++i < len) {
if (val[i] == oldChar) {
break;
}
}
if (i < len) {
char buf[] = new char[len];
for (int j = 0; j < i; j++) {
buf[j] = val[j];
}
while (i < len) {
char c = val[i];
buf[i] = (c == oldChar) ? newChar : c;
i++;
}
return new String(buf, true);
}
}
return this;
}

可以发现subString、concat、replace操作都是不是在原字符串进行的，而是创建了一个新的字符串。也就是说，进行了上述操作后，本身的字符串并没有改变。只是返回了一个新的对象的引用。。。

对String操作的任何改变都不会改变原对象，而任何改变String对象的操作都会产生新对象。

如：

String str1 = "java";
str1 = str1  + "struts";
str1 = str1 + "spring";

在这里会产生五个字符串直接量不但有原先的3个还会产生额外两个字符串直接量“javastruts”和“javastrutsspring”。程序中的str1依次指向3个不同的字符串对象。

因为String是不可变的，所以会产生很多的临时变量，在这里就会选择StringBuffer或者StringBuilder，因为它们就会解决这个问题

StringBuffer、StringBuilder有两个属性：length和capacity。

其中length属性表示其包含的字符序列的长度。与String对象length不同的是，StringBuffer、StringBuilder的length是可以改变的，可以通过length()、setLength(int len)方法来访问和修改其字符串序列的长度，capacity属性表示StringBuilder容量，capacity通常比length大，程序通常无须任何关心capacity属性。

public static void main(String[] args)
{
String str = "";
for(int i = 0;i < 10000;i++)
str += "Hello";
}

通过反编译可以看出每次循环一次都会new 一个StringBuilder对象，然后进行append操作，最后用toString方法返回String对象。试想一下如果这些对象没有被JVM回收，则会造成多大的资源浪费。实际上jvm不傻,他会自动优化为：

StringBuilder sb = new  StringBuilder(string);
sb.append("Hello");
str.toString();

再看一段代码：

public static void main(String[] args)
{
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for(int i = 0;i < 10000;i++)
sb.append("Hello");
}

反编译其字节码文件，可以看出new操作只进行了一次，也就是说只生成一个对象，append操作是在原有对象上进行的，因此在循环10000次之后，资源消耗要小得多。

再讲述一下StringBuffer，比StringBuilder多了一个关键字： synchronize。这个关键字在多线程操作的时起到安全保护的作用。

总结：如果在对字符串修改较少的情况下，建议使用String str = “Hello”;这种形式；如果在对字符串修改较多，则用StringBuilder；涉及到多线程，则用StringBuffer。