String、StringBuilder、StringBuffer 用法比较(ZT)

String、StringBuilder、StringBuffer 三个类源自JDK的 java/lang/ 目录下：

String 字符串常量
StringBuffer 字符串变量（线程安全）
StringBuilder 字符串变量（非线程安全，JDK 5.0(1.5.0) 后支持）

String
 简要的说， String 类型和 StringBuffer 类型的主要性能区别其实在于 String 是不可变的对象, 因此在每次对 String 类型进行改变的时候其实都等同于生成了一个新的 String 对象，然后将指针指向新的 String 对象，所以经常改变内容的字符串最好不要用 String ，因为每次生成对象都会对系统性能产生影响，特别当内存中无引用对象多了以后， JVM 的 GC 就会开始工作，那速度是一定会相当慢的。

String 构造函数：

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1. private final char value[];  
2.    private final int offset;  
3.    private final int count;  
4.   
5. public String() {  
6.        this.offset = 0;  
7.        this.count = 0;  
8.        this.value = new char[0];  
9.    }  
10.   
11. public String(String original) {  
12.        int size = original.count;  
13.        char[] originalValue = original.value;  
14.        char[] v;  
15.        if (originalValue.length > size) {  
16.            // The array representing the String is bigger than the new  
17.            // String itself.  Perhaps this constructor is being called  
18.            // in order to trim the baggage, so make a copy of the array.  
19.            int off = original.offset;  
20.            v = Arrays.copyOfRange(originalValue, off, off+size);  
21.        } else {  
22.            // The array representing the String is the same  
23.            // size as the String, so no point in making a copy.  
24.            v = originalValue;  
25.        }  
26.        this.offset = 0;  
27.        this.count = size;  
28.        this.value = v;  
29.    }  
30.   
31. public String(char value[]) {  
32.        int size = value.length;  
33.        this.offset = 0;  
34.        this.count = size;  
35.        this.value = Arrays.copyOf(value, size);  
36.    }  
37.   
38. public String(char value[], int offset, int count) {  
39.        if (offset < 0) {  
40.            throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset);  
41.        }  
42.        if (count < 0) {  
43.            throw new StringIndexOutOfBoundsException(count);  
44.        }  
45.        // Note: offset or count might be near -1>>>1.  
46.        if (offset > value.length - count) {  
47.            throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset + count);  
48.        }  
49.        this.offset = 0;  
50.        this.count = count;  
51.        this.value = Arrays.copyOfRange(value, offset, offset+count);  
52.    }  
53.   
54. public String substring(int beginIndex, int endIndex) {  
55.        if (beginIndex < 0) {  
56.            throw new StringIndexOutOfBoundsException(beginIndex);  
57.        }  
58.        if (endIndex > count) {  
59.            throw new StringIndexOutOfBoundsException(endIndex);  
60.        }  
61.        if (beginIndex > endIndex) {  
62.            throw new StringIndexOutOfBoundsException(endIndex - beginIndex);  
63.        }  
64.        return ((beginIndex == 0) && (endIndex == count)) ? this :  
65.            new String(offset + beginIndex, endIndex - beginIndex, value);       // 返回新对象  
66.    }  
67.   
68. public String concat(String str) {  
69.        int otherLen = str.length();  
70.        if (otherLen == 0) {  
71.            return this;  
72.        }  
73.        char buf[] = new char[count + otherLen];  
74.        getChars(0, count, buf, 0);  
75.        str.getChars(0, otherLen, buf, count);  
76.        return new String(0, count + otherLen, buf);     // 返回新对象  
77.    }  
78.   
79. public static String valueOf(char data[]) {  
80.        return new String(data);     // 返回新对象  
81.    }  
82.   
83. public static String valueOf(char c) {  
84.        char data[] = {c};  
85.        return new String(0, 1, data);       // 返回新对象  
86.    }  

StringBuffer
StringBuffer 每次对对象本身进行操作，而不是生成新的对象，再改变对象引用。所以在一般情况下我们推荐使用 StringBuffer ，特别是字符串对象经常改变的情况下。

StringBuffer 构造函数：

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1. public StringBuffer() {  
2.        super(16);  
3.    }  
4.   
5. public StringBuffer(int capacity) {  
6.        super(capacity);  
7.    }  
8.   
9. public StringBuffer(String str) {  
10.        super(str.length() + 16);  
11.        append(str);  
12.    }  
13.   
14. public StringBuffer(CharSequence seq) {  
15.        this(seq.length() + 16);  
16.        append(seq);  
17.    }  
18.   
19. public synchronized int length() {      // 字节实际长度  
20.        return count;  
21.    }  
22.   
23. public synchronized int capacity() {    // 字节存储容量（value数组的长度）  
24.        return value.length;  
25.    }  
26.   
27. public synchronized void ensureCapacity(int minimumCapacity) {  
28.        if (minimumCapacity > value.length) {  
29.            expandCapacity(minimumCapacity);  
30.        }  
31.    }  
32.   
33. public synchronized StringBuffer append(Object obj) {  
34.        super.append(String.valueOf(obj));  
35.        return this; // 返回对象本身  
36.    }  
37.   
38. public synchronized StringBuffer append(String str) {  
39.        super.append(str);  
40.        return this; // 返回对象本身  
41.    }  
42.   
43. public synchronized StringBuffer append(StringBuffer sb) {  
44.        super.append(sb);  
45.        return this; // 返回对象本身  
46.    }  

而在某些特别情况下， String 对象的字符串拼接其实是被 JVM 解释成了 StringBuffer 对象的拼接，所以这些时候 String 对象的速度并不会比 StringBuffer 对象慢，而特别是以下的字符串对象生成中， String 效率是远要比 StringBuffer 快的：
 String S1 = “This is only a” + “ simple” + “ test”;
 StringBuffer Sb = new StringBuilder(“This is only a”).append(“ simple”).append(“ test”);
 你会很惊讶的发现，生成 String S1 对象的速度简直太快了，而这个时候 StringBuffer 居然速度上根本一点都不占优势。其实这是 JVM 的一个把戏，在 JVM 眼里，这个
 String S1 = “This is only a” + “ simple” + “test”; 

其实就是：
 String S1 = “This is only a simple test”; 

所以当然不需要太多的时间了。但大家这里要注意的是，如果你的字符串是来自另外的 String 对象的话，速度就没那么快了，譬如：
String S2 = “This is only a”;
String S3 = “ simple”;
String S4 = “ test”;
String S1 = S2 +S3 + S4;
这时候 JVM 会规规矩矩的按照原来的方式去做

在大部分情况下： StringBuffer > String

Java.lang.StringBuffer线程安全的可变字符序列。一个类似于 String 的字符串缓冲区，但不能修改。虽然在任意时间点上它都包含某种特定的字符序列，但通过某些方法调用可以改变该序列的长度和内容。
可将字符串缓冲区安全地用于多个线程。可以在必要时对这些方法进行同步，因此任意特定实例上的所有操作就好像是以串行顺序发生的，该顺序与所涉及的每个线程进行的方法调用顺序一致。
StringBuffer 上的主要操作是 append 和 insert 方法，可重载这些方法，以接受任意类型的数据。每个方法都能有效地将给定的数据转换成字符串，然后将该字符串的字符追加或插入到字符串缓冲区中。append 方法始终将这些字符添加到缓冲区的末端；而 insert 方法则在指定的点添加字符。
例如，如果 z 引用一个当前内容是“start”的字符串缓冲区对象，则此方法调用 z.append("le") 会使字符串缓冲区包含“startle”，而 z.insert(4, "le") 将更改字符串缓冲区，使之包含“starlet”。

StringBuilder
java.lang.StringBuilder一个可变的字符序列是5.0新增的。此类提供一个与 StringBuffer 兼容的 API，但不同步。该类被设计用作 StringBuffer 的一个简易替换，用在字符串缓冲区被单个线程使用的时候（这种情况很普遍）。如果可能，建议优先采用该类，因为在大多数实现中，它比 StringBuffer 要快。两者的方法基本相同。

StringBuilder 构造函数：

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1. public StringBuilder() {  
2.        super(16);  
3.    }  
4.   
5. public StringBuilder(int capacity) {  
6.        super(capacity);  
7.    }  
8.   
9. public StringBuilder(String str) {  
10.        super(str.length() + 16);  
11.        append(str);  
12.    }  
13.   
14. public StringBuilder(CharSequence seq) {  
15.        this(seq.length() + 16);  
16.        append(seq);  
17.    }  
18.   
19. public StringBuilder append(Object obj) {  
20.        return append(String.valueOf(obj));  
21.    }  
22.   
23.    public StringBuilder append(String str) {  
24.        super.append(str);  
25.        return this; // 返回对象本身  
26.    }  
27.   
28. private StringBuilder append(StringBuilder sb) {  
29.        if (sb == null)  
30.            return append("null");  
31.        int len = sb.length();  
32.        int newcount = count + len;  
33.        if (newcount > value.length)  
34.            expandCapacity(newcount);  
35.        sb.getChars(0, len, value, count);  
36.        count = newcount;  
37.        return this; // 返回对象本身  
38.    }  
39.   
40. public StringBuilder append(StringBuffer sb) {  
41.        super.append(sb);  
42.        return this; // 返回对象本身  
43.    }  

在大部分情况下： StringBuilder > StringBuffer

总结

StringBuffer 和 StringBuilder 都继承于 AbstractStringBuilder 父类，实现了java.io.Serializable, CharSequence

AbstractStringBuilder 父类构造函数：

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1. char[] value;       // 字符数组  
2.   
3. AbstractStringBuilder() {  
4.    }  
5.   
6. AbstractStringBuilder(int capacity) {  
7.        value = new char[capacity];      // 申请字节存储容量  
8.    }  
9.   
10. public int length() {  
11.        return count;            // 返回实际字节长度  
12.    }  
13.   
14. public int capacity() {  
15.        return value.length; // 返回字节存储容量  
16.    }  
17.   
18. public void ensureCapacity(int minimumCapacity) {  
19.        if (minimumCapacity > 0)  
20.            ensureCapacityInternal(minimumCapacity); // 扩展容量大小  
21.    }  
22.   
23. private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) {  
24.        // overflow-conscious code  
25.        if (minimumCapacity - value.length > 0)       // 如果设置的最小容量 > 当前字节存储容量  
26.            expandCapacity(minimumCapacity);  
27.    }  
28.   
29. void expandCapacity(int minimumCapacity) {  
30.        int newCapacity = value.length * 2 + 2;      // 自动新增容量，为当前容量的2倍加2（java是unicode编码，占两个字节）  
31.        if (newCapacity - minimumCapacity < 0)  
32.            newCapacity = minimumCapacity;  
33.        if (newCapacity < 0) {  
34.            if (minimumCapacity < 0) // overflow  
35.                throw new OutOfMemoryError();  
36.            newCapacity = Integer.MAX_VALUE;  
37.        }  
38.        value = Arrays.copyOf(value, newCapacity);  
39.    }  
40.   
41. public AbstractStringBuilder append(Object obj) {  
42.        return append(String.valueOf(obj));  
43.    }  
44.   
45. public AbstractStringBuilder append(String str) {  
46.        if (str == null) str = "null";  
47.        int len = str.length();  
48.        ensureCapacityInternal(count + len);  
49.        str.getChars(0, len, value, count);  
50.        count += len;  
51.        return this;     // 返回对象本身  
52.    }  
53.   
54. public AbstractStringBuilder append(StringBuffer sb) {  
55.        if (sb == null)  
56.            return append("null");  
57.        int len = sb.length();  
58.        ensureCapacityInternal(count + len);  
59.        sb.getChars(0, len, value, count);  
60.        count += len;  
61.        return this;     // 返回对象本身  
62.    }  
63.   
64. public AbstractStringBuilder append(CharSequence s) {  
65.        if (s == null)  
66.            s = "null";  
67.        if (s instanceof String)  
68.            return this.append((String)s);  
69.        if (s instanceof StringBuffer)  
70.            return this.append((StringBuffer)s);  
71.        return this.append(s, 0, s.length());        // 返回对象本身  
72.    }  

在大部分情况下，三者的效率如下：

StringBuilde > StringBuffer > String