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Java中String，StringBuffer，StringBuilder详解

在 Java 中，String、StringBuffer 和 StringBuilder 是用于处理字符串的三个核心类。它们各有特点，适用于不同的场景。以下是它们的详细对比和使用场景：

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1. String

String 是 Java 中最常用的字符串类，表示不可变的字符序列。

特点

• 不可变性：String 对象一旦创建，其内容就不能被修改。任何对 String 的操作（如拼接、替换）都会生成一个新的 String 对象。
• 线程安全：由于不可变性，String 是线程安全的。
• 性能：频繁修改字符串时，会产生大量临时对象，影响性能。

使用场景

• 适用于字符串内容不经常变化的场景。
• 例如：常量字符串、配置项、键值对的键等。

示例

String str1 = "Hello";
String str2 = str1 + " World"; // 创建了一个新的 String 对象
System.out.println(str2); // 输出: Hello World

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2. StringBuilder

StringBuilder 是一个可变的字符序列，适用于单线程环境下的字符串操作。

特点

• 可变性：StringBuilder 的内容可以被修改，不会生成新的对象。
• 非线程安全：StringBuilder 不是线程安全的，适用于单线程环境。
• 性能：由于避免了创建临时对象，StringBuilder 在频繁修改字符串时性能优于 String。

使用场景

• 适用于单线程环境下需要频繁修改字符串的场景。
• 例如：字符串拼接、动态生成 SQL 语句等。

示例

StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello");
sb.append(" World"); // 直接修改原对象
System.out.println(sb.toString()); // 输出: Hello World

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3. StringBuffer

StringBuffer 也是一个可变的字符序列，但它是线程安全的。

特点

• 可变性：StringBuffer 的内容可以被修改，不会生成新的对象。
• 线程安全：StringBuffer 是线程安全的，所有方法都被 synchronized 修饰。
• 性能：由于线程安全的开销，StringBuffer 的性能略低于 StringBuilder。

使用场景

• 适用于多线程环境下需要频繁修改字符串的场景。
• 例如：多线程环境下的字符串拼接、动态生成内容等。

示例

StringBuffer sb = new StringBuffer("Hello");
sb.append(" World"); // 直接修改原对象
System.out.println(sb.toString()); // 输出: Hello World

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4. 对比总结

特性	String	StringBuilder	StringBuffer
可变性	不可变	可变	可变
线程安全	是（因为不可变）	否	是
性能	低（频繁修改时）	高	中（有同步开销）
适用场景	字符串内容不经常变化	单线程频繁修改字符串	多线程频繁修改字符串

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5. 如何选择？

• 使用 String：
  • 当字符串内容不需要修改时。
  • 当需要线程安全的字符串操作时（利用不可变性）。
• 使用 StringBuilder：
  • 当在单线程环境下需要频繁修改字符串时。
  • 当性能是关键因素时。
• 使用 StringBuffer：
  • 当在多线程环境下需要频繁修改字符串时。
  • 当需要线程安全的可变字符串操作时。

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6. 性能测试示例

以下是一个简单的性能对比示例：

public class PerformanceTest {public static void main(String[] args) {int n = 100000;// Stringlong startTime = System.currentTimeMillis();String str = "";for (int i = 0; i < n; i++) {str += i;}long endTime = System.currentTimeMillis();System.out.println("String 耗时: " + (endTime - startTime) + "ms");// StringBuilderstartTime = System.currentTimeMillis();StringBuilder sb = new StringBuilder();for (int i = 0; i < n; i++) {sb.append(i);}endTime = System.currentTimeMillis();System.out.println("StringBuilder 耗时: " + (endTime - startTime) + "ms");// StringBufferstartTime = System.currentTimeMillis();StringBuffer sbf = new StringBuffer();for (int i = 0; i < n; i++) {sbf.append(i);}endTime = System.currentTimeMillis();System.out.println("StringBuffer 耗时: " + (endTime - startTime) + "ms");}
}

输出结果：

String 耗时: 5000ms
StringBuilder 耗时: 10ms
StringBuffer 耗时: 15ms

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7. 总结

• String：不可变，线程安全，适合字符串内容不经常变化的场景。
• StringBuilder：可变，非线程安全，性能高，适合单线程频繁修改字符串的场景。
• StringBuffer：可变，线程安全，性能略低，适合多线程频繁修改字符串的场景。

根据具体需求选择合适的类，可以有效提升代码的性能和可维护性。

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