Java基础（3）String、StringBuffer、StringBuilder

在Java中，字符串处理是日常开发的重要组成部分。主要有三种类型的类用于创建和操作字符串：String、StringBuffer和StringBuilder。虽然这三个类都能够处理字符串，但它们在功能和性能方面存在显著差异。

String

String是不可变的（immutable）。每当对字符串进行修改时，实际上是创建了一个新的String对象。因此，频繁修改字符串会导致大量内存占用和最终的垃圾回收，这可能会影响性能。

String str = "Hello";
str = str + " World"; // 创建了一个新的String对象

源码解析（简化）

在String类的内部，内容存储在一个final字符数组中，这就是为什么字符串是不可变的原因。

public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {private final char value[];// 其他方法和构造器...
}

StringBuffer

StringBuffer是可变的，并且是线程安全的，所有的公共方法都是同步的。这意味着在多线程环境下，StringBuffer的操作会比StringBuilder慢，因为它确保了线程安全。

StringBuffer buffer = new StringBuffer("Hello");
buffer.append(" World"); // 可以在不创建新对象的情况下修改字符串

源码解析（简化）

StringBuffer内部使用字符数组存储字符串内容，但没有使用final修饰符，所以内容是可变的。它通过synchronized关键字加锁以保证线程安全。

public final class StringBuffer extends AbstractStringBuilder implements java.io.Serializable, CharSequence {// AbstractStringBuilder内部实现char[] value;@Overridepublic synchronized StringBuffer append(String str) {super.append(str);return this;}// 其他方法...
}

StringBuilder

StringBuilder与StringBuffer十分相似，都是可变的，并且内部实现也类似。不同之处在于StringBuilder的方法没有同步，这使得它在单线程环境下比StringBuffer更快，因为它避免了线程安全带来的性能开销。

StringBuilder builder = new StringBuilder("Hello");
builder.append(" World"); // 可以在不创建新对象的情况下修改字符串

源码解析（简化）

StringBuilder的内部也是使用字符数组来存储数据，但是它没有StringBuffer中的synchronized关键字，这意味着它不是线程安全的。

public final class StringBuilder extends AbstractStringBuilder implements java.io.Serializable, CharSequence {// AbstractStringBuilder内部实现char[] value;@Overridepublic StringBuilder append(String str) {super.append(str);return this;}// 其他方法...
}

代码演示

为了更直观地展示这三种类的使用，以下是一个简单的代码示例：

// String
String s = "Java";
s = s.concat(" Guide"); // 新建String对象// StringBuffer
StringBuffer sb = new StringBuffer("Java");
sb.append(" Guide"); // 在原有对象基础上修改// StringBuilder
StringBuilder sd = new StringBuilder("Java");
sd.append(" Guide"); // 在原有对象基础上修改