一文搞懂String、StringBuilder、StringBuilder的区别

引言

String、StringBuilder、StringBuilder是Java中处理字符串的最常见的三个类。它们都可以用于存储和操作字符串，但这三者在用法和底层实现上又有许多不同。

了解这些区别对于编写高效的Java代码非常重要。

String

String是Java中最常用的类之一。在Java中，字符串是不可变的，这意味着一旦创建了String对象，就不能改变它。

例如，当你对一个String对象进行连接、截取或其他任何操作时，都会创建一个新的String对象。

String str1 = "Hello";
String str2 = str1 + " World"; // 创建了一个新的String对象

这种设计使得String对象可以在多线程环境中安全地使用，而无需额外的同步。此外，由于String对象是不可变的，它们可以被安全地用作HashMap的键。

然而，这种不可变性也有一个缺点。由于每次操作都会创建一个新的String对象，所以如果在循环或其他重复操作中进行字符串操作，可能会导致性能问题和内存浪费。

StringBuilder 和StringBuilder

StringBuilder和StringBuffer类主要是为了解决String类的不可变性这一局限性。StringBuilder和StringBuffer类都表示可变的字符串，也就是说可以在不创建新对象的情况下修改它们。

• StringBuffer 使用示例

/********************** StringBuffer 使用示例 ***********************/
StringBuilder sb = new StringBuilder(); // 创建一个空的StringBuilder对象

sb.append("Hello"); // 追加字符串
sb.append(" ");
sb.append("World!");

String result = sb.toString(); // 将StringBuilder对象转换为String类型

System.out.println(result); // 输出：Hello World!

• StringBuilder 使用示例

/********************** StringBuffer 使用示例 ***********************/
StringBuffer sb = new StringBuffer(); // 创建一个空的StringBuffer对象

sb.append("Hello"); // 追加字符串
sb.append(" ");
sb.append("World!");

String result = sb.toString(); // 将StringBuffer对象转换为String类型

System.out.println(result); // 输出：Hello World!

StringBuilder和StringBuffer的API是相同的，它们的区别主要体现在线程安全上。

★StringBuffer是线程安全的， StringBuilder不是线程安全的 ”

StringBuffer是线程安全的，也就是说，它的所有公共方法都是同步的，所以你可以在多线程环境中安全地使用它。然而，这种线程安全性是有代价的，StringBuffer的操作通常比StringBuilder慢。

相比之下，StringBuilder不是线程安全的，所以它的操作通常比StringBuffer快。因此，如果你在单线程环境中需要创建一个可变的字符串，你应该使用StringBuilder。

底层实现

String

在Java 8及其之前的版本中，String类内部使用一个char数组（称为value）来存储字符串。

从Java 9开始，为了优化内存使用，String类内部改为使用一个byte数组和一个编码标志字段（coder）来存储字符串。如果字符串只包含Latin-1字符，那么每个字符将使用一个字节存储，否则每个字符将使用两个字节存储。

由于String是不可变的，所以一旦创建了String对象，其内部的数组和编码标志就不能改变。当对String进行操作（如连接、替换等）时，Java会创建一个新的String对象，包含一个新的数组和编码标志。

StringBuilder和StringBuffer

StringBuilder和StringBuffer类的内部实现非常相似，都使用一个char数组（称为value）来存储字符串。当对StringBuilder或StringBuffer进行操作（如append、insert等）时，Java会直接修改这个数组。

如果操作需要更多的空间（比如，append一个长字符串），并且当前的数组容量不足，那么Java会创建一个新的、更大的数组，然后将旧的数组的内容复制到新的数组中。这种动态调整数组大小的策略使得StringBuilder和StringBuffer可以有效地处理大量的字符串操作。

StringBuilder和StringBuffer的主要区别在于线程安全性。StringBuffer的所有公共方法都是同步的，

小结

String、StringBuilder、StringBuilder 都是Java中常见的处理字符串的类；

String是不可变的，而StringBuilder和StringBuffer是可变的。

StringBuilder和StringBuffer的API是相同的，但是StringBuffer是线程安全的，而StringBuilder不是。

因此，如果你在单线程环境中需要创建一个可变的字符串，应该使用StringBuilder，因为它的性能比StringBuffer更好。