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环境说明：Windows 10 + IntelliJ IDEA 2021.3.2 + Jdk 1.8

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前言

  在Java中，字符串是最常见的数据类型之一。在日常编程中，我们经常需要连接、修改或比较字符串。Java提供了三种不同的类来处理字符串：String、StringBuilder和StringBuffer。虽然它们都可以用来表示字符串，但它们之间有着很大的区别和不同的使用场景。在这篇文章中，我们将深入了解这三种类，以便在实际开发中做出正确的选择。

摘要

  本文将介绍Java中的三种字符串类：String、StringBuilder和StringBuffer。我们将分别介绍它们的性能和使用场景，并且提供示例代码和测试用例。最后，我们将作出总结，以便您在实际开发中做出正确的选择。

正文

String类

  String类是Java中最基本的字符串类。它是不可变的，即一旦字符串被创建，就不能被修改。当我们尝试修改它时，实际上是在创建一个新的字符串对象。这意味着，在对字符串进行频繁的操作时，String类的效率很低。

示例代码：

String s1 = "hello";
String s2 = s1 + "world";

  在上面的代码中，我们使用了“+”运算符来连接两个字符串。这将创建一个新的字符串对象，其中包含“hello”和“world”两个字符串。

StringBuilder类

  StringBuilder类是Java中用于处理可变字符串的类。它提供了一个可变的字符序列，可以进行添加、删除和修改等操作。与String类不同的是，StringBuilder类是可变的，这意味着我们可以对同一个对象进行多次修改而不需要创建新的对象。因此，它的效率比String类高。

示例代码：

StringBuilder sb = new StringBuilder("hello");
sb.append("world");

  在上面的代码中，我们使用了StringBuilder的append()方法，将“world”添加到了字符串后面，而不会创建新的对象。

StringBuffer类

  StringBuffer类与StringBuilder类功能类似，也是Java中用于处理可变字符串的类。区别在于，StringBuffer类是线程安全的。这意味着在多线程环境中使用StringBuffer时，我们不需要担心并发问题。但是，它的效率比StringBuilder类低。

示例代码：

StringBuffer sb = new StringBuffer("hello");
sb.append("world");

  在上面的代码中，我们使用了StringBuffer的append()方法，将“world”添加到了字符串后面，而不会创建新的对象。

示例演示

  借此针对三类进行基本的使用以作为开篇介绍，如果需要对单独某个类有深入的了解，可以参考如下三篇：

• 滚雪球学Java(47)：String类教程：如何在Java中使用字符串操作
• 滚雪球学Java(48)：面向对象编程中的StringBuffer类详解
• 滚雪球学Java(49)：如何使用StringBuilder类在Java中高效地处理字符串？

如下是示例代码的全部代码，演示了String、StringBuilder和StringBuffer的用法，同学们可以再温习一遍。

package com.demo.javase.day50;

/**
 * @author bug菌
 * @version 1.0
 * @date 2023/10/12 11:17
 */
public class StringDemo {

    public static void main(String[] args) {
        String s = "hello";
        s = s + "world"; // 新对象
        System.out.println(s);

        StringBuilder sb = new StringBuilder("hello");
        sb.append("world"); // 相同对象
        System.out.println(sb.toString());

        StringBuffer sbf = new StringBuffer("hello");
        sbf.append("world"); // 相同对象
        System.out.println(sbf.toString());
    }
}

上述代码执行结果如下：

性能比较

  在实际开发中，我们需要根据需求选择不同的字符串类。下面是三种类的性能比较：

  可以看出，如果我们需要对字符串进行频繁的操作，则应该使用StringBuilder类。如果我们在多线程环境中使用字符串，则应该使用StringBuffer类。

性能测试示例

为了验证性能比较的结果，我们编写了以下测试用例，对比10 万次字符串连接各自需要耗时多久。

package com.demo.javase.day50;

/**
 * @author bug菌
 * @version 1.0
 * @date 2023/10/12 14:33
 */
public class StringPerformanceTest {

    private static final int ITERATIONS = 100000;
    private static final String STR_TO_APPEND = "hello";

    public static void main(String[] args) {
        String string = "hello";

        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < ITERATIONS; i++) {
            string = string + STR_TO_APPEND;
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("String time耗时: " + (end - start) + "ms");

        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder("hello");
        start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < ITERATIONS; i++) {
            stringBuilder.append(STR_TO_APPEND);
        }
        end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("StringBuilder time耗时: " + (end - start) + "ms");

        StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer("hello");
        start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < ITERATIONS; i++) {
            stringBuffer.append(STR_TO_APPEND);
        }
        end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("StringBuffer time耗时: " + (end - start) + "ms");
    }
}

测试结果展示

如上代码执行需要耗费点时间，测试执行的小伙伴需耐心等待。

如不想等待的同学可直接参考如下执行结果：

测试代码分析

  这段代码测试了使用字符串拼接、StringBuilder、StringBuffer 三种方式进行字符串连接的性能差异。代码的核心是分别测试，在进行 10 万次字符串连接时，使用不同的方式所需时间的差异。其中，String 表示使用 Java 中的字符串拼接方式，StringBuilder 表示使用 StringBuilder 进行字符串连接，StringBuffer 表示使用 StringBuffer 进行字符串连接，三种方式的输出都包含所需时间的信息。

测试结论

  在 Java 中，String 对象是不可变的，每当对 String 对象进行改变时，都会创建一个新的 String 对象。因此，每次使用字符串拼接时，实际上都会创建新的 String 对象，这在循环中进行数万次会比较慢，因此性能较差。

  相比之下，StringBuilder 和 StringBuffer 通过修改其内部缓冲区来实现字符串的连接，不会在循环中创建新的对象，能够提高性能。其中，StringBuilder 是线程不安全的，但速度更快；而StringBuffer 是线程安全的，但速度相对较慢。

  因此，使用 StringBuilder 进行字符串连接是更好的选择，能够获得更好的性能表现。

小结

  在Java中，我们可以使用String、StringBuilder和StringBuffer处理字符串。String类是不可变的，每次操作都会创建新的对象，效率较低。StringBuilder类是可变的，可以对同一个对象进行多次操作，效率较高。StringBuffer类也是可变的，但是线程安全，适用于多线程环境。在实际开发中，我们需要根据需求选择不同类型的字符串类。为了获得更好的性能，我们应该尽可能使用StringBuilder类。

附录源码

  如上涉及所有源码均已上传同步在「Gitee」，提供给同学们一对一参考学习，辅助你更迅速的掌握。

总结

  在Java中，字符串是最常见的数据类型之一。理解String、StringBuilder和StringBuffer的区别和选择非常重要。本文介绍了三种类的性能和使用场景，并提供了示例代码和测试用例。希望您能在实际开发中做出正确的选择。

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