Java -- 每日一問：String、StringBuffer、StringBuilder有什麼差別？

典型回答

String 是 Java 語言非常基礎和重要的類，提供了構造和管理字元串的各種基本邏輯。它是典型的 Immutable 類，被聲明成為 final class，所有屬性也都是 final 的。也由于它的不可變性，類似拼接、裁剪字元串等動作，都會産生新的 String 對象。由于字元串操作的普遍性，是以相關操作的效率往往對應用性能有明顯影響。

StringBuffer 是為解決上面提到拼接産生太多中間對象的問題而提供的一個類，我們可以用 append 或者 add 方法，把字元串添加到已有序列的末尾或者指定位置。StringBuffer 本質是一個線程安全的可修改字元序列，它保證了線程安全，也随之帶來了額外的性能開銷，是以除非有線程安全的需要，不然還是推薦使用它的後繼者，也就是 StringBuilder。

StringBuilder 是 Java 1.5 中新增的，在能力上和 StringBuffer 沒有本質差別，但是它去掉了線程安全的部分，有效減小了開銷，是絕大部分情況下進行字元串拼接的首選。

高手回答

1 String

(1) String的建立機理

由于String在Java世界中使用過于頻繁，Java為了避免在一個系統中産生大量的String對象，引入了字元串常量池。其運作機制是：建立一個字元串時，首先檢查池中是否有值相同的字元串對象，如果有則不需要建立直接從池中剛查找到的對象引用；如果沒有則建立字元串對象，傳回對象引用，并且将新建立的對象放入池中。但是，通過new方法建立的String對象是不檢查字元串池的，而是直接在堆區或棧區建立一個新的對象，也不會把對象放入池中。上述原則隻适用于通過直接量給String對象引用指派的情況。

舉例：String str1 = “123”; //通過直接量指派方式，放入字元串常量池

String str2 = new String(“123”);//通過new方式指派方式，不放入字元串常量池

注意：String提供了inter()方法。調用該方法時，如果常量池中包括了一個等于此String對象的字元串（由equals方法确定），則傳回池中的字元串。否則，将此String對象添加到池中，并且傳回此池中對象的引用。

(2) String的特性

[A] 不可變。是指String對象一旦生成，則不能再對它進行改變。不可變的主要作用在于當一個對象需要被多線程共享，并且通路頻繁時，可以省略同步和鎖等待的時間，進而大幅度提高系統性能。不可變模式是一個可以提高多線程程式的性能，降低多線程程式複雜度的設計模式。

[B] 針對常量池的優化。當2個String對象擁有相同的值時，他們隻引用常量池中的同一個拷貝。當同一個字元串反複出現時，這個技術可以大幅度節省記憶體空間。

2 StringBuffer/StringBuilder

StringBuffer和StringBuilder都實作了AbstractStringBuilder抽象類，擁有幾乎一緻對外提供的調用接口；其底層在記憶體中的存儲方式與String相同，都是以一個有序的字元序列（char類型的數組）進行存儲，不同點是StringBuffer/StringBuilder對象的值是可以改變的，并且值改變以後，對象引用不會發生改變;兩者對象在構造過程中，首先按照預設大小申請一個字元數組，由于會不斷加入新資料，當超過預設大小後，會建立一個更大的數組，并将原先的數組内容複制過來，再丢棄舊的數組。是以，對于較大對象的擴容會涉及大量的記憶體複制操作，如果能夠預先評估大小，可提升性能。

唯一需要注意的是：StringBuffer是線程安全的，但是StringBuilder是線程不安全的。可參看Java标準類庫的源代碼，StringBuffer類中方法定義前面都會有synchronize關鍵字。為此，StringBuffer的性能要遠低于StringBuilder。

3 應用場景

[A]在字元串内容不經常發生變化的業務場景優先使用String類。例如：常量聲明、少量的字元串拼接操作等。如果有大量的字元串内容拼接，避免使用String與String之間的“+”操作，因為這樣會産生大量無用的中間對象，耗費空間且執行效率低下（建立對象、回收對象花費大量時間）。

[B]在頻繁進行字元串的運算（如拼接、替換、删除等），并且運作在多線程環境下，建議使用StringBuffer，例如XML解析、HTTP參數解析與封裝。