聊聊String荡碾、StringBuilder以及StringBuffer

特征

String:字符串常量荡澎;
StringBuilder:字符串變量(非線程安全)均践;
StringBuffer:字符串變量(線程安全);

UML圖

可以看出摩幔,三者都實(shí)現(xiàn)了CharSequence接口彤委,并且StringBuilder和StringBuffer都繼承了AbstractStringBuilder類。通過閱讀源碼還能得知或衡,三者內(nèi)部都是通過一個(gè)char[ ]數(shù)組來實(shí)現(xiàn)功能的焦影。

異同點(diǎn):

  • 都被final聲明了,不可被繼承薇宠;
  • String不可變偷办,每次使用都新建一個(gè)對(duì)象。而StringBuffer和StringBuilder是可變的澄港;
  • 在字符串不經(jīng)常變化的背景下使用String,在對(duì)頻繁對(duì)字符串進(jìn)行運(yùn)算的背景(如拼接柄沮、修改回梧、刪除等)下使用StringBuffer或StringBuilder。
StringBuffer內(nèi)部通過對(duì)所有的公共方法加鎖來實(shí)現(xiàn)線程安全

String

對(duì)于String來說祖搓,有兩種創(chuàng)建對(duì)象的方式:

  • 使用字面量形式狱意,例如 String a = "EakonZhao";
  • 使用構(gòu)造函數(shù)的方式,例如String b = new String("EakonZhao");

關(guān)于創(chuàng)建String對(duì)象的一些知識(shí)拯欧,例如字面量常量池(也稱字符串常量池)等在我這篇博客有提到详囤。
聊聊Java中的 " == "、equals以及hashCode

讓我們來看看下面這個(gè)程序:

輸出結(jié)果為EakonZhao

我們馬上可以說出打印的結(jié)果:EakonZhao镐作。我們也很容易誤認(rèn)為我們是將字符串"Eakon"與“Zhao”進(jìn)行拼接然后得到“EakonZhao”藏姐,并且此時(shí)"EakonZhao"將原有的“Eakon”替換掉了。

事實(shí)真的如我們想象的那樣嗎该贾?
如果真的是這樣理解羔杨,那我們就錯(cuò)了。別忘了String是不可變的杨蛋,創(chuàng)建之后就不能修改了兜材。
其實(shí)看完下面這個(gè)示意圖就很容易理解了:

內(nèi)存分配示意圖

其實(shí)不管是原有的“Eakon”還有“Zhao”或者是后來生成的"EakonZhao",其實(shí)都是存放在不同的內(nèi)存空間的逞力。
也就是說曙寡,name最初引用的是值為“Eakon”的字符串對(duì)象,至于最終打印出的結(jié)果是“EakonZhao”寇荧,并不是說對(duì)name引用的對(duì)象的內(nèi)容進(jìn)行了替換举庶,而是將name的引用指向了一個(gè)新的對(duì)象---值為"EakonZhao"的字符串對(duì)象。

那么在使用 “ + ”對(duì)字符串進(jìn)行連接的時(shí)候砚亭,底層發(fā)生了什么事情呢灯变?
下面我將借助jad反編譯工具來查看字節(jié)碼的內(nèi)容:

使用jad工具反編譯之后查看字節(jié)碼

第32行殴玛,將字符串“Eakon”壓入棧中
第35行,創(chuàng)建了一個(gè)StringBuilder對(duì)象
第39行添祸,由于使用了+滚粟,所以調(diào)用了StringBuilder對(duì)象的append方法,參數(shù)是后面的"Zhao"
第40行刃泌,將字符串“Zhao”壓入棧中
第41行凡壤,使用append方法連接“Eakon”和"Zhao"
第42行,調(diào)用toString方法

所以我們可以知道耙替,當(dāng)我們使用 “ + ” 對(duì)字符串進(jìn)行操作時(shí)亚侠,其實(shí)底層會(huì)轉(zhuǎn)換成調(diào)用StringBuilder的append方法來實(shí)現(xiàn)。

其實(shí)如果用加號(hào)對(duì)String對(duì)象進(jìn)行連接的話俗扇,效率是十分低下的硝烂,并且每次都要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)新的對(duì)象,也會(huì)占用大量的系統(tǒng)資源铜幽。

下面我將對(duì)String滞谢、StringBuffer以及StringBuilder的性能進(jìn)行探究:

分別使用String、StringBuffer除抛、StringBuilder進(jìn)行150000次的字符串拼接操作狮杨,然后獲得執(zhí)行時(shí)間,取六次執(zhí)行時(shí)間求得平均值來比較性能到忽。

public class Eakon{
    private int LOOP_TIMES = 150000;
    private final String TEST_STRING = "EakonZhao";
    
    public void testString(){
        String eakon = "";
        long beginTime = System.currentTimeMillis();
        for(int i = 0; i < LOOP_TIMES; i++){
            eakon += TEST_STRING;
        }
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.print(endTime-beginTime+" ");
    }
    
    public void testStringBuffer(){
        StringBuffer eakon = new StringBuffer();
        long beginTime = System.currentTimeMillis();
        for(int i = 0 ; i < LOOP_TIMES; i++){
            eakon.append(TEST_STRING);
        }
        eakon.toString();
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.print(endTime-beginTime+" ");
    }
    
    public void testStringBuilder(){
        StringBuilder eakon = new StringBuilder();
        long beginTime = System.currentTimeMillis();
        for(int i = 0; i < LOOP_TIMES; i++){
            eakon.append(TEST_STRING);
        }
        eakon.toString();
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.print(endTime-beginTime+" ");
    }
    
    public void run(){
        for(int i = 0; i < 5; i++){
            System.out.println("第" +i+ "次:");
            testStringBuilder();
            testStringBuffer();
            testString();
            System.out.println("----------------------------------");
        }
    }
    
    public static void main(String[] args){
        new Eakon().run();
    }
}

測(cè)試結(jié)果:

測(cè)試結(jié)果
測(cè)試結(jié)果

我們可以看出橄教,對(duì)String使用“+”操作耗時(shí)是最多,性能最差的喘漏。StringBuilder比StringBuffer性能略好一些护蝶,但我們要注意的是StringBuilder是非線程安全的,也就是StringBuilder犧牲了線程安全性來提升性能陷遮。

為什么對(duì)String使用“+”操作耗時(shí)要那么久呢滓走?因?yàn)槊渴褂靡淮巍?”操作,都要新創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象帽馋。然而創(chuàng)建的對(duì)象馬上又會(huì)失去引用搅方,從而被垃圾回收機(jī)制清理掉。下面我們來看看在使用“+”對(duì)字符串進(jìn)行連接時(shí)內(nèi)存的使用情況:

內(nèi)存使用情況

我們可以看到占用了極大部分的堆內(nèi)存-----因?yàn)閷?duì)象是存放在堆上的绽族,如果一直不停地創(chuàng)建對(duì)象姨涡,將會(huì)堆內(nèi)存使用量將會(huì)極大地增加。

以上就是我對(duì)String吧慢、StringBuilder以及StringBuffer簡單的介紹涛漂,以后我會(huì)另開博客來深入探究它們的源碼,以便幫助我們更加合理地使用它們。

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