
【入门】Java数据类型 | StringBuilder与StringBuffer
StringBuilder与StringBuffer
StringBuilder与StringBuffer作用就是用来处理字符串,但String类本身也具备很多方法可以用来处理字符串,那么为什么还要引入这两个类呢?前面我们讲解到String 对象的不可变性,以及它的不足那就是创建新的对象,具体你可以查看文章String进阶之不可变性,因为它是不可变的,所以你对它的操作逻辑就体现在另外一个对象里,那就是你的操作新创建的对象。
这种操作最常见的就是字符串的拼接,所以我们几天学习的这两个类都是为了解决这个问题的,那既然都是为了解决这个问题的,为什么会有两个类的,我们后面慢慢分析
初识
首先看下面的例子
上述代码中3处循环完成了同样的功能,字符串拼接,执行的结果如下:
可以看出执行时间差别很大,为了解决String不擅长的大量字符串拼接这种业务场景,所以我们引入了StringBuffer和StringBuilder.
首先我们分析一下为什么String在大量字符串拼接这种场景下这么慢?其实前面我们已经说到了,这我我们再解释一下
因为String本身不可变,我们对String的任何操作都会返回一个新的对象,然后当前String变量指向新的对象,而原来的String对象就会被GC回收,那么在循环中就会大量快速的创建新的对象,大量原来的对象会不断的被GC回收,消耗的时间是非常恐怖的,而且内存占用非常大。
但是我们从输出结果看到另外一个问题,那就是StringBuffer与StringBuilder的允许时间基本一致,那为什么需要定义两个功能相似的类呢?
接下来我们再看一段代码
输出结果
看出什么了吗,本来拼接完程度应该是111的,但是现在呢,StringBuilder是109,说明了StringBuilder不是安全的,也就是说再多线程的环境下,我们应该使用StringBuilder
下面我们对比了String、StringBuffer与StringBuilder的区别
String | StringBuffer | StringBuilder |
final修饰,不可继承 | final修饰,不可继承 | final修饰,不可继承 |
字符串常量,创建后不可变 | 字符串变量,可动态修改 | 字符串变量,可动态修改 |
不存在线程安全问题 | 线程安全,所有public方法由synchronized修改 | 线程不安全 |
大量字符串拼接效率最低 | 大量字符串拼接效率非常高 | 大量字符串拼接效率最高 |
StringBuffer与StringBuilder实现非常类似,下面以StringBuilder简单说明一下append()方法基本原理
源码剖析
这里我们以StringBuilder为例,
1. StringBuilder的构造方法
StringBuilder对字符串的操作是通过char[]来实现的,通过默认构造器创建的StringBuilder,其内部创建的char[]的默认长度为16,当然可以调用重载的构造器传递初始长度(推荐这样,因为这样可以减少数组扩容次数,提高效率)。
2. StringBuilder的append()方法
每次调用append(str)方法时,会首先判断数组长度是否足以添加传递来的字符串
如果传递的字符串长度 + 数组已存放的字符的长度 > 数组的长度,这时就需要进行数据扩容了
扩容规则如下:默认将数组长度设置为“ (当前数组长度 * 2) + 2”,但如果按此规则扩容后的数组也不足以添加新的字符串,就需要将数组长度设置为“数组内字符长度 + 传递的字符串长度”。
因此假如我们知道拼接的字符串大概长度有100多字符,我们就可以设置初始长度150或200,这样就可以避免或减少数组扩容的次数,从而提高效率。
总结
- StringBuilder与StringBuffer 都是为了解决大量字符串拼接时的性能问题,其实就是为了解决String类在拼接过程中产生的大量对象的问题,因为这会导致大量内内存分配和GC 问题
- StringBuilder与StringBuffer 二者之间的主要区别是线程是否安全,StringBuffer 通过对方法添加synchronized关键字保证了线程安全。
- StringBuilder与StringBuffer底层都是依赖字符数组实现的,不同于String 的是String 底层的字符数组是不可变的,也就是final 修饰的,其实这就是StringBuilder与StringBuffer可变的原因,动态扩展字符数组来实现的。
- 为了提高StringBuilder与StringBuffer的性能我们可以通过设置合适的容量来避免数组库容。
