JAVA中三个类的对比：String、StringBuffer和StringBuilder

在Java中，String、StringBuffer和StringBuilder都是用于处理字符串的类，但它们有不同的特性和适用场景。以下是它们的详细对比：

1. String 类

特性：

• 不可变性：String对象一旦创建就不能被修改，底层使用char、底层使用byte
• 线程安全：由于不可变性，天然线程安全
• 存储在字符串常量池：提高内存使用效率

// String 示例
String str1 = "Hello";
String str2 = str1 + " World"; // 创建新的String对象
System.out.println(str1); // 输出: Hello (原对象未改变)
System.out.println(str2); // 输出: Hello World

适用场景：

• 字符串不经常修改的情况
• 多线程环境
• 作为HashMap的键

2. StringBuffer 类

特性：

• 可变性：可以在原有对象上进行修改，可变的字符序列。底层使用byte、底层使用char。
• 线程安全：所有方法都是同步的(synchronized)，线程安全
• 性能较低：由于同步开销，效率低

// StringBuffer 示例
StringBuffer sb = new StringBuffer("Hello");
sb.append(" World"); // 在原对象上修改
sb.insert(5, ",");
System.out.println(sb.toString()); // 输出: Hello, World

3. StringBuilder 类

特性：

• 可变性：可以在原有对象上进行修改。可变的字符序列。底层使用byte、底层使用char。
• 非线程安全：方法没有同步，线程不安全。
• 性能最高：没有同步开销，效率高。

// StringBuilder 示例
StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello");
sb.append(" World"); // 在原对象上修改
sb.reverse();
System.out.println(sb.toString()); // 输出: dlroW olleH

性能对比测试

public class StringPerformanceTest {
    public static void main(String[] args) {
        int iterations = 100000;
        
        // String 连接性能
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        String str = "";
        for (int i = 0; i < iterations; i++) {
            str += "a"; // 每次连接都创建新对象
        }
        long stringTime = System.currentTimeMillis() - startTime;
        
        // StringBuffer 性能
        startTime = System.currentTimeMillis();
        StringBuffer sbuffer = new StringBuffer();
        for (int i = 0; i < iterations; i++) {
            sbuffer.append("a");
        }
        long bufferTime = System.currentTimeMillis() - startTime;
        
        // StringBuilder 性能
        startTime = System.currentTimeMillis();
        StringBuilder sbuilder = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < iterations; i++) {
            sbuilder.append("a");
        }
        long builderTime = System.currentTimeMillis() - startTime;
        
        System.out.println("String 时间: " + stringTime + "ms");
        System.out.println("StringBuffer 时间: " + bufferTime + "ms");
        System.out.println("StringBuilder 时间: " + builderTime + "ms");
    }
}

详细对比表格

特性	String	StringBuffer	StringBuilder
可变性	不可变	可变	可变
线程安全	是	是	否
性能	低（频繁修改时）	中	高
存储	字符串常量池	堆内存	堆内存
同步	不需要	方法同步	不同步
内存效率	低（频繁修改时）	高	高

使用建议

使用 String 的情况：

// 字符串不经常修改
String message = "Welcome to Java";
String fileName = "config.properties";

// 作为方法参数或返回值
public String getUserInfo(String userId) {
    return "User: " + userId;
}

使用 StringBuffer 的情况：

// 多线程环境下的字符串操作
public class ThreadSafeExample {
    private StringBuffer sharedBuffer = new StringBuffer();
    
    public void appendData(String data) {
        sharedBuffer.append(data); // 线程安全
    }
}

使用 StringBuilder 的情况：

// 单线程环境下的字符串拼接
public String buildSQL(String table, String whereClause) {
    StringBuilder sql = new StringBuilder();
    sql.append("SELECT * FROM ")
       .append(table)
       .append(" WHERE ")
       .append(whereClause);
    return sql.toString();
}

// 循环中的字符串构建
StringBuilder result = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 100; i++) {
    result.append(i).append(", ");
}

最佳实践总结

1. 少量字符串操作 → 使用 String
2. 多线程环境下的频繁字符串操作 → 使用 StringBuffer
3. 单线程环境下的频繁字符串操作 → 使用 StringBuilder
4. 字符串拼接使用 + 时，编译器会自动优化为 StringBuilder
5. 循环中的字符串拼接 一定要使用 StringBuilder 或 StringBuffer

选择合适的字符串类可以显著提高程序性能和内存使用效率。