String vs StringBuffer vs StringBuilder

String vs StringBuffer vs StringBuilder

本文翻译自：https://www.digitalocean.com/community/tutorials/string-vs-stringbuffer-vs-stringbuilder

字符串是Java中使用最广泛的类之一。StringBuffer和StringBuilder类提供了操作字符串的方法。本文将研究StringBuffer和StringBuilder之间的区别。StringBuffer vs StringBuilder是一个流行的Java面试问题。

String vs StringBuffer vs StringBuilder

字符串是核心java访谈中最重要的主题之一。如果您正在编写一个在控制台上打印内容的程序，则使用字符串。本文旨在关注字符串类的主要特性。然后比较StringBuffer和StringBuilder类。

String in Java

1. 字符串类表示字符串，我们可以用两种方式实例化字符串。

   String str = "ABC";
   // or
   String str = new String("ABC");
   

2. 字符串在Java中是不可变的。因此，它适用于多线程环境。我们可以跨函数共享它，因为不需要担心数据不一致。

3. 当我们使用双引号创建字符串时，JVM首先在字符串池中查找具有相同值的字符串。如果找到，则返回池中字符串对象的引用。否则，它将在字符串池中创建字符串对象并返回引用。JVM通过在不同线程中使用相同的字符串来节省大量内存。

4. 如果使用新运算符创建字符串，则会在堆内存中创建该字符串。

5. 字符串的+运算符重载。我们可以用它连接两个字符串。尽管在内部它使用StringBuffer来执行此操作。

6. 字符串重写equals()和hashCode()方法。只有当两个字符串具有相同的字符序列时，它们才相等。equals()方法区分大小写。如果要查找不区分大小写的检查，则应使用equalsIgnoreCase()方法。

7. 字符串对字符流使用UTF-16编码。

8. 字符串是最后一个类。所有字段均为最终字段，但“private int hash”除外。此字段包含hashCode())函数值。只有在第一次调用hashcode()方法并将其缓存在此字段中时，才会计算hashcode值。此外，通过一些计算，使用字符串类的最终字段生成哈希。因此，每次调用hashCode()方法时，都会产生相同的输出。对于调用者来说，似乎每次都在进行计算，但在内部，它被缓存在哈希字段中。

String vs StringBuffer

由于字符串在Java中是不可变的，每当我们进行字符串操作（如连接、子字符串等）时，它会生成一个新字符串，并丢弃旧字符串进行垃圾收集。这些都是繁重的操作，并在堆中生成大量垃圾。因此，Java提供了StringBuffer和StringBuilder类，它们应该用于字符串操作。StringBuffer和StringBuilder是Java中的可变对象。它们为字符串操作提供了append()、insert()、delete()和substring()方法。

StringBuffer vs StringBuilder

在Java1.4之前，StringBuffer是字符串操作的唯一选择。但是，它有一个缺点，它的所有公共方法都是同步的。StringBuffer提供线程安全性，但以性能为代价。在大多数情况下，我们不会在多线程环境中使用字符串。因此，Java1.5引入了一个新的类StringBuilder，除了线程安全和同步之外，它与StringBuffer类似。StringBuffer有一些额外的方法，如子字符串、长度、容量、trimToSize等。然而，这些方法不是必需的，因为您在字符串中也有这些方法。这就是为什么这些方法从未在StringBuilder类中实现。StringBuffer是在Java 1.0中引入的，而StringBuilder类是在查看了StringBufer的缺点之后在Java 1.5中引入的。如果您处于单线程环境中或不关心线程安全，则应使用StringBuilder。否则，请使用StringBuffer进行线程安全操作。

StringBuilder vs StringBuffer Performance

我试图检查对性能的影响，因为与一个示例程序同步，该程序多次对StringBuffer和StringBuilder对象执行“append（）”。

package com.journaldev.java;

import java.util.GregorianCalendar;

public class TestString {

	public static void main(String[] args) {
		System.gc();
		long start=new GregorianCalendar().getTimeInMillis();
		long startMemory=Runtime.getRuntime().freeMemory();
		StringBuffer sb = new StringBuffer();
		//StringBuilder sb = new StringBuilder();
		for(int i = 0; i<10000000; i++){
			sb.append(":").append(i);
		}
		long end=new GregorianCalendar().getTimeInMillis();
		long endMemory=Runtime.getRuntime().freeMemory();
		System.out.println("Time Taken:"+(end-start));
		System.out.println("Memory used:"+(startMemory-endMemory));
	}
}

我还为StringBuffer对象运行了相同的代码，以检查时间和内存值。我对每种情况执行了5次代码，然后计算了平均值。

Value of i	StringBuffer (Time, Memory)	StringBuilder (Time, Memory)
10,00,000	808, 149356704	633, 149356704
1,00,00,000	7448, 147783888	6179, 147783888

很明显，即使在单线程环境中，StringBuilder的性能也优于StringBuffer。这种性能差异可能是由StringBuffer方法中的同步引起的。

String vs StringBuffer vs StringBuilder

1. 字符串是不可变的，而StringBuffer和StringBuilder是可变的类。

2. StringBuffer是线程安全和同步的，而StringBuilder不是。这就是为什么StringBuilder比StringBuffer快。

3. 字符串连接运算符（+）在内部使用StringBuffer或StringBuilder类。

4. 对于非多线程环境中的字符串操作，我们应该使用StringBuilder，否则使用StringBuffer类。

   以上是对字符串、StringBuffer和StringBuilder之间差异的简要总结。在大多数一般编程场景中，StringBuilder比StringBuffer更适合。

   参考文献：

• String API Doc
• StringBuffer API Doc
• StringBuilder API Doc