全面解释java中StringBuilder、StringBuffer、String类之间的关系
StringBuilder、StringBuffer、String类之间的关系
java中String、StringBuffer、StringBuilder是编程中经常使用的字符串类，在上一篇博文中我们已经熟悉String字符串的特性和使用，而StringBuffer、StringBuilder又是怎么样的字符串类呢？？他们之间的区别和关系又是什么呢？？这问题经常在面试中会问到，现在总结一下，看看他们的不同与相同。
1.可变与不可变
1）String类中使用字符数组保存字符串，如下就是，因为有“final”修饰符，所以可以知道string对象是不可变的。
private final char value[];
String的值是不可变的，这就导致每次对String的操作都会生成新的String对象，不仅效率低下，而且大量浪费有限的内存空间。
String a = "a"; //假设a指向地址0x0001 a = "b";//重新赋值后a指向地址0x0002，但0x0001地址中保存的"a"依旧存在，但已经不再是a所指向的,a 已经指向了其它地址。
因此String的操作都是改变赋值地址而不是改变值操作。
2）StringBuilder与StringBuffer都继承自AbstractStringBuilder类，在AbstractStringBuilder中也是使用字符数组保存字符串，如下就是，可知这两种对象都是可变的。
char[] value;
StringBuffer是可变类，和线程安全的字符串操作类，任何对它指向的字符串的操作都不会产生新的对象。 每个StringBuffer对象都有一定的缓冲区容量，当字符串大小没有超过容量时，不会分配新的容量，当字符串大小超过容量时，会自动增加容量。
StringBuffer buf=new StringBuffer(); //分配长16字节的字符缓冲区
StringBuffer buf=new StringBuffer(512); //分配长512字节的字符缓冲区
StringBuffer buf=new StringBuffer("this is a test")//在缓冲区中存放了字符串，并在后面预留了16字节的空缓冲区。 StringBuffer和StringBuilder类功能基本相似，主要区别在于StringBuffer类的方法是多线程、安全的，而StringBuilder不是线程安全的，相比而言，StringBuilder类会略微快一点。对于经常要改变值的字符串应该使用StringBuffer和StringBuilder类。
2.是否多线程安全
String中的对象是不可变的，也就可以理解为常量，显然线程安全。
AbstractStringBuilder是StringBuilder与StringBuffer的公共父类，定义了一些字符串的基本操作，如expandCapacity、append、insert、indexOf等公共方法。
StringBuffer对方法加了同步锁或者对调用的方法加了同步锁，所以是线程安全的。看如下源码：
public synchronized StringBuffer reverse() {
super.reverse();
return this;
}
public int indexOf(String str) {
return indexOf(str, 0); //存在 public synchronized int indexOf(String str, int fromIndex) 方法
} StringBuilder并没有对方法进行加同步锁，所以是非线程安全的。
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StringBuffer是线程安全的，这意味着它们已经同步方法来控制访问，以便只有一个线程可以在同一时间访问一个StringBuffer对象同步代码。因此，StringBuffer的对象通常在多线程环境中是安全的，使用多个线程可以试图同时访问相同StringBuffer对象。
StringBuilder类非常相似的StringBuffer，不同之处在于它的访问不同步的，因此，它不是线程安全的。由于不同步，StringBuilder的性能可以比StringBuffer更好。因此，如果在单线程环境中工作，使用StringBuilder，而不是StringBuffer可能会有更高的性能。这也类似其他情况，如StringBuilder的局部变量(即一个方法中的一个变量)，其中只有一个线程会访问一个StringBuilder对象。
3.StringBuffer和StringBuilder类的速度比较
一般情况下,速度从快到慢:StringBuilder>StringBuffer>String,这种比较是相对的，不是绝对的。（要考虑程序是单线程还是多线程）
接下来，我直接贴上测试过程和结果的代码，一目了然：
package com.hysum.test;
public class StringTest {
final static int time = 50000; //循环次数
/*
* String类测试方法
*/
public void test(String s){
long begin = System.currentTimeMillis();//获取当前系统时间（毫秒数），开始
for(int i=0; i<time; i++){
s += "add";
}
long over = System.currentTimeMillis();//获取当前系统时间（毫秒数），结束
System.out.println("操作"+s.getClass().getName()+"类型使用的时间为："+(over-begin)+"毫秒");
}
/*
* StringBuffer类测试方法
*/
public void test(StringBuffer s){
long begin = System.currentTimeMillis();
for(int i=0; i<time; i++){
s.append("add");
}
long over = System.currentTimeMillis();
System.out.println("操作"+s.getClass().getCanonicalName()+"类型使用的时间为："+(over-begin)+"毫秒");
}
/*
* StringBuilder类测试方法
*/
public void test(StringBuilder s){
long begin = System.currentTimeMillis();
for(int i=0; i<time; i++){
s.append("add");
}
long over = System.currentTimeMillis();
System.out.println("操作"+s.getClass().getName()+"类型使用的时间为："+(over-begin)+"毫秒");
}
/*对 String 直接进行字符串拼接的测试*/
public void test2(){//操作字符串对象引用相加类型使用的时间
String s2 = "abcd";
long begin = System.currentTimeMillis();
for(int i=0; i<time; i++){
String s = s2 + s2 +s2;
}
long over = System.currentTimeMillis();
System.out.println("操作字符串对象引用相加类型使用的时间为："+(over-begin)+"毫秒");
}
public void test3(){//操作字符串相加使用的时间
long begin = System.currentTimeMillis();
for(int i=0; i<time; i++){
String s = "abcd" + "abcd" + "abcd";
}
long over = System.currentTimeMillis();
System.out.println("操作字符串相加使用的时间为："+(over-begin)+"毫秒");
}
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
String s1 = "abcd";
StringBuffer st1 = new StringBuffer( "abcd");
StringBuilder st2 = new StringBuilder( "abcd");
StringTest tc = new StringTest();
tc.test(s1);
tc.test(st1);
tc.test(st2);
tc.test2();
tc.test3();
}
} 运行结果：
结果分析：
从上面的结果可以看出，不考虑多线程，采用String对象时，执行时间比其他两个都要高得多，而采用StringBuffer对象和采用StringBuilder对象的差别也比较明显；而以String类为例，操作字符串对象引用相加类型使用的时间比直接/操作字符串相加使用的时间也多得多。由此可见，如果我们的程序是在单线程下运行，或者是不必考虑到线程同步问题，我们应该优先使用StringBuilder类；如果要保证线程安全，自然是StringBuffer；能直接操作字符串不用字符串引用就直接操作字符串。
4、StringBuilder与StringBuffer共同点
StringBuilder与StringBuffer有公共父类AbstractStringBuilder(抽象类)。
StringBuilder、StringBuffer的方法都会调用AbstractStringBuilder中的公共方法，如super.append(...)。只是StringBuffer会在方法上加synchronized关键字，进行同步。
那么我们接来下看一下它们的主要方法吧~
| 方法 | 说明 |
以下是各个方法的代码示例：
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
StringBuilder str=new StringBuilder("学习 java 编程");
//增加字符串内容的方法
//append(参数)，追加内容到当前对象的末尾
str.append("学习使我快乐");
System.out.println("追加内容到当前对象的末尾："+str);
// insert(位置, 参数)，在对象中插入内容
str.insert(10,',');
System.out.println("在对象中插入内容："+str);
//操作字符串内容的方法
//delete(int start, int end)，删除指定区域的字符串
str.delete(11, 17);
System.out.println("删除指定区域的字符串："+str);
//deleteCharAt(int index)，删除指定位置的字符
str.deleteCharAt(10);
System.out.println("删除指定位置的字符："+str);
//setCharAt(int index, char newChar)，修改对象中索引值为index位置的字符为新的字符ch
str.setCharAt(3, 'J');
System.out.println("修改对象中索引值为index位置的字符为新的字符ch："+str);
//replace(int start, int end, String s)， 用新的字符串替换指定区域的字符串
str.replace(4, 7, "AVA");
System.out.println("用新的字符串替换指定区域的字符串:"+str);
// reverse()内容反转
str.reverse();
System.out.println("内容反转："+str);
//将字符串的子字符串复制给数组。
char[] ch = new char[5];
str.getChars(0, 4, ch, 0);
System.out.println("将字符串的子字符串复制给数组:"+Arrays.toString(ch));
StringBuilder str2=new StringBuilder(30);//创建一个长度为30的字符串
str2.append("JAVA");
System.out.println("字符串长度为："+str2.length());//length()，获取字符串长度
System.out.println("字符串容量为："+str2.capacity());//capacity()，获取字符串的容量
//有关字符串空间的方法
//setLength(int newSize)，设置字符串缓冲区大小
str2.setLength(20);
System.out.println("字符串长度为："+str2.length());
System.out.println("字符串容量为："+str2.capacity());
//ensureCapacity(int n)，重新设置字符串容量的大小
str2.ensureCapacity(20);
System.out.println("字符串长度为："+str2.length());
System.out.println("字符串容量为："+str2.capacity());
str2.ensureCapacity(35);
System.out.println("字符串长度为："+str2.length());
System.out.println("字符串容量为："+str2.capacity());
//trimToSize()，存储空间缩小到和字符串长度一样的长度
str2.trimToSize();
System.out.println("字符串长度为："+str2.length());
System.out.println("字符串容量为："+str2.capacity());
}
} 运行结果：
结果分析：
1、在使用有范围的参数方法时，要注意范围包括开头不包括结尾！
2、insert方法的位置是你要插入的位置，不是插入前一个位置！
3、getChars方法中注意字符数组的长度一定要大于等于begin到end之间字符的长度！
4、length是字符串内容的长度，而capacity是字符串容量（包括缓存区）的长度！
5、ensureCapacity方法是确保容量至少等于指定的最小值。如果当前容量小于该参数，然后分配一个新的内部数组容量更大（不是你指定的值，系统自动分配一个空间）。如果当前容量不小于该参数，则容量不变。
6、trimToSize()，存储空间缩小到和字符串长度一样的长度。避免空间的浪费！
总结
（1）.如果要操作少量的数据用 = String （2）.单线程操作字符串缓冲区 下操作大量数据 = StringBuilder （3）.多线程操作字符串缓冲区 下操作大量数据 = StringBuffer
参考文献：
http://www.jb51.net/article/33398.htm
http://blog.csdn.net/mad1989/article/details/26389541