String 、 StringBuffer 和 StringBuilder 的区别是什么? String 为什么是不可变的?

一切总会归于平淡

发布于 2024-05-07 08:48:48

680

发布于 2024-05-07 08:48:48

String：在Java中，String是一个用于表示文本的类，其特点是一旦创建，就不能被改变。这意味着，任何对String对象进行的修改，比如拼接或者替换，都会生成一个全新的String对象。
StringBuffer：StringBuffer是一个可以被修改的字符串，它继承自AbstractStringBuilder。由于它的方法都加了同步锁，因此它是线程安全的，适用于多线程环境。
StringBuilder：StringBuilder也是可变的，同样继承自AbstractStringBuilder。与StringBuffer不同，它没有同步机制，因此是非线程安全的，但在单线程环境下性能更好。

String的不可变性意味着每次修改都会产生一个新的对象，这在频繁修改字符串时会消耗更多的内存，并增加垃圾回收的负担。
StringBuilder和StringBuffer通过在同一个对象上进行修改，避免了频繁创建新对象，从而提高了性能。特别是在需要大量字符串拼接的场合，如循环中或者大量数据的拼接操作。

StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello");
sb.append(" World");
System.out.println(sb.toString()); // 输出 "Hello World"

在单线程中，如果需要频繁进行字符串的拼接或者修改，推荐使用StringBuilder。而在多线程中，如果需要进行字符串的修改，推荐使用StringBuffer。

String设计为不可变的有以下几个原因：
1. 安全性：不可变对象是线程安全的，因为它们的值在创建后不会改变。
2. 哈希码一致性：由于String对象的值不会改变，它们的哈希码可以被缓存起来，这提高了如HashMap等数据结构的性能。
3. 字符串池的高效利用：Java有一个字符串池的概念，它存储了所有字符串字面量和字符串常量。由于String是不可变的，相同的字符串字面量可以指向同一个对象，这节省了内存并提高了性能。
从Java 9开始，String的底层实现由char[]改成了byte[]，这样做的原因是：
1. 大部分字符串对象只包含Latin-1可表示的字符，使用byte[]可以节省内存空间。
2. 当字符串中包含的字符超过Latin-1可表示的范围时，byte[]和char[]所占用的空间是一样的。
关于字符串拼接，Java语言本身并不支持运算符重载，但是+和+=是专门为String类重载过的运算符。在JDK 9之前，使用+进行字符串拼接可能会产生大量的临时StringBuilder对象，影响性能。但从JDK 9开始，这个问题得到了解决，+操作符被优化，可以放心使用。