程式扎記: [ Java 文章收集 ] 是 String , StringBuffer 還是 StringBuilder

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2011年11月13日 星期日

[ Java 文章收集 ] 是 String , StringBuffer 還是 StringBuilder

轉載自 這裡 
前言 : 
相信大家對 String 和 StringBuffer 的區別也已經很了解了,但是估計還是會有很多朋友對這兩個類的工作原理有些不清楚的地方,今天我在這裡重新把這個概念給大家複習一下,順便牽出 J2SE 5.0 裡面帶來的一個新的字符操作的類 — StringBuilder. 那麼這個 StringBuilder 和 StringBuffer 以及我們最早遇見的 String 類有那些區別呢?在不同的場合下我們應該用哪個呢?我講講自己對這幾個類的一點看法. 

String 類別使用注意事項 : 
簡要的說, String 類型和 StringBuffer 類型的主要性能區別其實在於 String 是不可變的對象(為什麼?問問 Java 的設計者吧,為什麼 String 不是原生類型呢?)因此在每次對 String 類型進行改變的時候其實都等同於生成了一個新的 String 對象,然後將指針指向新的 String 對象,所以經常改變內容的字符串最好不要用 String ,因為每次生成對像都會對系統性能產生影響,特別當內存中無引用對像多了以後, JVM 的 GC 就會開始工作,那速度是一定會相當慢的。這裡嘗試舉個不是很恰當的例子 : 
  1. String S1 = "abc";  
  2.        For(int I = 0 ; I < 10000 ; I ++)   // For 模擬程序的多次調用  
  3.        {  
  4.               S1 + = "def";  
  5.               S1 = "abc";  
  6. }  
如果是這樣的話,到這個 for 循環完畢後,如果內存中的對像沒有被 GC 清理掉的話,內存中一共有 上 萬個了,所以大家使用的時候一定要小心! 

StringBuffer 使用說明 : 
而如果是使用 StringBuffer 類則結果就不一樣了,每次結果都會對 StringBuffer 對象本身進行操作,而不是生成新的對象,再改變對象引用。所以在一般情況下我們推薦使用 StringBuffer ,特別是字符串對象經常改變的情況下. 而在某些特別情況下, String 對象的字符串拼接其實是被 JVM 解釋成了同一個 String 對象,所以這些時候 String 對象的速度並不會比 StringBuffer 對象慢,而特別是以下的字符串對像生成中, String 效率是遠要比 StringBuffer 快的 : 
  1. String S1 = “This is only a” + “ simple” + “ test”;  
  2. StringBuffer Sb = new StringBuilder(“This is only a”).append(“ simple”).append(“ test”);  
你會很驚訝的發現,生成 String S1 對象的速度簡直太快了,而這個時候 StringBuffer 居然速度上根本一點都不佔優勢。其實這是 JVM 的一個把戲,在 JVM 眼裡,這個 : 
  1. String S1 = “This is only a” + “ simple” + “test”;  
其實就是 : 
  1. String S1 = “This is only a simple test”;  
所以當然不需要太多的時間了。但大家這裡要注意的是,如果你的字符串是來自另外的 String 對象的話,速度就沒那麼快了,譬如 : 
  1. String S2 = “This is only a”;  
  2. String S3 = “ simple”;  
  3. String S4 = “ test”;  
  4. String S1 = S2 +S3 + S4;  
這時候 JVM 會規規矩矩的按照原來的方式去做, S1 對象的生成速度就不像剛才那麼快了,一會兒我們可以來個測試作個驗證. 由此我們得到第一步結論 : 
- 在大部分情況下 StringBuffer > String 

而 StringBuilder 跟他們比又怎麼樣呢?先簡單介紹一下, StringBuilder 是 JDK5.0 中新增加的一個類,它跟 StringBuffer 的區別看下面的介紹(來源 JavaWorld ): 
Java.lang.StringBuffer 為線程安全的可變字符序列. 類似於 String 的字符串緩衝區,但不能修改. 可將字符串緩衝區安全地用於多個線程。可以在必要時對這些方法進行同步,因此任意特定實例上的所有操作就好像是以串行順序發生的,該順序與所涉及的每個線程進行的方法調用順序一致。
每個字符串緩衝區都有一定的容量。只要字符串緩衝區所包含的字符序列的長度沒有超出此容量,就無需分配新的內部緩衝區數組. 如果內部緩衝區溢出,則此容量自動增大.從 JDK 5.0 開始,為該類增添了一個單個線程使用的等價類,即 StringBuilder 。與 StringBuffer 相比,通常應該優先使用 StringBuilder 類,因為它支持所有相同的操作,但由於它不執行同步,所以速度更快!

但是如果將 StringBuilder 的實例用於多個線程是不安全的. 需要這樣的同步,則建議使用 StringBuffer. 那麼下面我們再做一個一般性推導 : 
- 在大部分情況下 StringBuilder > StringBuffer 

因此,根據這個不等式的傳遞定理 : 
- StringBuilder > StringBuffer > String 

既然有這樣的推導結果了,我們做個測試驗證一下 : 
- TestSSB.java :
  1. package john.test;  
  2.   
  3. public class TestSSB {  
  4.     /** Creates a new instance of testssb */  
  5.     final static int ttime = 10000;// 測試循環次數  
  6.   
  7.     public TestSSB() {  
  8.     }  
  9.   
  10.     public void test(String s) {  
  11.         long begin = System.currentTimeMillis();  
  12.         for (int i = 0; i < ttime; i++) {  
  13.             s += "add";  
  14.         }  
  15.         long over = System.currentTimeMillis();  
  16.         System.out.println(" 操作 " + s.getClass().getName() + " 類型使用的時間為: "  
  17.                 + (over - begin) + " 毫秒 ");  
  18.     }  
  19.   
  20.     public void test(StringBuffer s) {  
  21.         long begin = System.currentTimeMillis();  
  22.         for (int i = 0; i < ttime; i++) {  
  23.             s.append("add");  
  24.         }  
  25.         long over = System.currentTimeMillis();  
  26.         System.out.println(" 操作 " + s.getClass().getName() + " 類型使用的時間為: "  
  27.                 + (over - begin) + " 毫秒 ");  
  28.     }  
  29.   
  30.     public void test(StringBuilder s) {  
  31.         long begin = System.currentTimeMillis();  
  32.         for (int i = 0; i < ttime; i++) {  
  33.             s.append("add");  
  34.         }  
  35.         long over = System.currentTimeMillis();  
  36.         System.out.println(" 操作 " + s.getClass().getName() + " 類型使用的時間為: "  
  37.                 + (over - begin) + " 毫秒 ");  
  38.     }  
  39.   
  40.     // 對 String 直接進行字符串拼接的測試  
  41.     public void test2() {  
  42.         String s2 = "abadf";  
  43.         long begin = System.currentTimeMillis();  
  44.         for (int i = 0; i < ttime; i++) {  
  45.             String s = s2 + s2 + s2;  
  46.         }  
  47.         long over = System.currentTimeMillis();  
  48.         System.out.println(" 操作字符串對象引用相加類型使用的時間為: " + (over - begin) + " 毫秒 ");  
  49.     }  
  50.   
  51.     public void test3() {  
  52.         long begin = System.currentTimeMillis();  
  53.         for (int i = 0; i < ttime; i++) {  
  54.             String s = "abadf" + "abadf" + "abadf";  
  55.         }  
  56.         long over = System.currentTimeMillis();  
  57.         System.out.println(" 操作字符串相加使用的時間為: " + (over - begin) + " 毫秒 ");  
  58.     }  
  59.   
  60.     public static void main(String[] args) {  
  61.         String s1 = "abc";  
  62.         StringBuffer sb1 = new StringBuffer("abc");  
  63.         StringBuilder sb2 = new StringBuilder("abc");  
  64.         TestSSB t = new TestSSB();  
  65.         t.test(s1);  
  66.         t.test(sb1);  
  67.         t.test(sb2);  
  68.         t.test2();  
  69.         t.test3();  
  70.     }  
  71. }  

循環次數 ttime 為 10000 次的測試結果如下 : 
操作 java.lang.String 類型使用的時間為: 510 毫秒
操作 java.lang.StringBuffer 類型使用的時間為: 2 毫秒
操作 java.lang.StringBuilder 類型使用的時間為: 1 毫秒
操作字符串對象引用相加類型使用的時間為: 4 毫秒
操作字符串相加使用的時間為: 0 毫秒
 <因為視為同一個字串, 所以沒有明顯時間消耗>

基本來說都是在性能上都是 StringBuilder > StringBuffer > String 的.

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