String、StringBuffer、StringBuiler深入分析，看这一篇就够了

落日映苍穹つ 2023-10-06 21:23 6阅读 0赞

### 1.概述 ###

`String`、`Stringbuffer`、`Stringbuiler` 一直是 java 面试中较为热点的问题，一般作为一个开场问题。

那么这三者之间有什么区别，如何根据场景来选择使用，本文将基于三者的源码、性能、以及面试常问点来进行分析。

### String、StringBuffer、StringBuiler 底层源码 ###

#### String 类 ####

首先看一下 String 类的类图，它实现了 CharSequence 接口，也就是说 String 是 CharSequence 类型.

它的底层是被 final 修饰的字符数组，意味着一旦 String 被定义之后就不能够改变。

在日常我们做字符串拼接时，其实是一个创建新对象和回收旧对象的过程。以下面代码为例：

String str = "a";
    str += "b";

当定义字符串 str 时并将值“a”赋给它，当执行第二段代码时，即实现 str 拼接“b”时，此时 JAVA 虚拟机创建了一个新对象 str，将拼接成的字符串“ab”赋给新 str。

GC 同时会回收旧的 str 对象，所以 str 并没有被更改，而是直接生成的新对象。若大量字符串拼接，利用 String 类型将严重影响性能。

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#### StringBuffer 类 ####

StringBuffer 类继承自类 `AbstractStringBuilder`，AbstractStringBuilder 类封装了大量基础方法，包括数组扩容机制、拼接方法等。

StringBuffer 初始化时默认长度大小为 16，它的扩容方式是在旧的数据上乘以 2 并加 2 进行扩容。

StringBuffer 是线程安全的，可以查看其 append 方法（如下所示），由 synchronized 修饰，因此是线程安全的。

@Override
    public synchronized StringBuffer append(Object obj) {
        toStringCache = null;
        super.append(String.valueOf(obj));
        return this;
    }
    
    @Override
    public synchronized StringBuffer append(String str) {
        toStringCache = null;
        super.append(str);
        return this;
    }

![图片][3744b1ff7dd1be97d7d4026cb6fe31f0.png]

在这里插入图片描述

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#### StringBuiler 类 ####

StringBuilder 与 StringBuffer 类似，均继承于 AbstractStringBuilder，所以其初始空间和扩容机制均相同。区别在于它的 append 方法不是由 synchronized 修饰，因此不是线程安全的。

@Override
    public StringBuilder append(Object obj) {
        return append(String.valueOf(obj));
    }
    
    @Override
    public StringBuilder append(String str) {
        super.append(str);
        return this;
    }

![图片][b603e286d1979d64ce0a996373c0215d.png]

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![图片][50d1d52bd306263f6569a8ac060a85be.png]

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### String、StringBuffer、StringBuilder 性能对比 ###

#### 测试代码如下 ####

public class Test {
    
        private static final Integer time = 100000;
    
        public static void main(String[] args) {
            testString();
            testStringBuffer();
            testStringBuilder();
        }
    
        public static void testString() {
            String str = "";
            long start = System.currentTimeMillis();
            for (int i = 0;i < time; i++) {
                str += "a";
            }
            long end = System.currentTimeMillis();
            System.out.println("string:"+(end - start));
        }
    
        public static void testStringBuffer() {
            StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();
            long start = System.currentTimeMillis();
            for (int i = 0;i < time; i++) {
                stringBuffer.append("a");
            }
            long end = System.currentTimeMillis();
            System.out.println("stringBuffer:"+(end - start));
        }
    
        public static void testStringBuilder() {
            StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
            long start = System.currentTimeMillis();
            for (int i = 0;i < time; i++) {
                stringBuilder.append("a");
            }
            long end = System.currentTimeMillis();
            System.out.println("stringBuilder:"+(end - start));
        }
    }

**3.2 测试结果如下：**

![图片][a8b56652e8239eff2d8e8d7c68bcfee2.png]

在这里插入图片描述

结论：在单线程运行过程中，同样执行 10 万次拼接字符串"a"，string 类型所耗费的时间远远大于 StringBuffer 和 StringBuilder。

### 面试常见问题举例 ###

1.判断下面程序输出结果

String str1 = "helloworld";
    String str2 = "hello" + "world";
    System.out.println(str1 == str2); //true

2.判断下面程序输出结果

String str1 = "helloworld";
    String str2 = "hello";
    String str3 = str2+"world";
    System.out.println(str1 == str3); //false

3.判断下面程序输出结果

String str1 = "helloworld";
    final String str2 = "hello";
    String str3 = str2+"world";
    System.out.println(str1 == str3); //true

4.判断下面程序输出结果

public static void main(String[] args) {
        String str1 = "helloworld";
        final String str2 = returnStr();
        String str3 = str2 + "world";
        System.out.println(str1 == str3); //false
    }
    
    public static String returnStr() {
        return "hello";
    }

5.判断下面程序输出结果

String str1 = "hello";
    String str2 = new String("hello");
    System.out.println(str1 == str2); //false

6.判断下面程序输出结果

String str1 = "hello";
    String str2 = new String("hello");
    System.out.println(str1 == str2.intern()); //true

### 5.小结 ###

1.String 适用于字符串拼接较少、字符串变化较小的场合。

2.StringBuffer 适用于字符串连接操作比较频繁，且要求线程安全（多线程环境下操作）。

3.StringBuiler 适用于字符串连接操作比较频繁，且是单线程的情况。

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