Java字符串连接效率

     字符串操作是编写程序中最常见的行为，本文对String、StringBuilder、StringBuffer三个类在字符串处理方面的效率进行分析。

     Java中最常见也是应用最广泛的类就是String类。

     String：Strings are constant; their values cannot be changed after they are created.

     这是JDK对String的解释，意思是：String是常量，一旦创建后它的值不能被修改。

     先看String对象是如何创建的：

     String str1 = “abc”;

     String str2 = new String(“abc”);

     这是我们常见的两种形式。

     第一种方式创建的字符串会放在栈里，更确切的是常量池中，常量池就是用来保存在编译阶段确定好了大小的数据，一般我们定义的int等基本数据类型就保存在这里。其具体的一个流程就是，编译器首先检查常量池，看看有没有一个“abc”，如果没有则创建。如果有的话，则则直接把str1指向那个位置。

     第二种创建字符串的方法是通过new关键字，还是java的内存分配，java会将new的对象放在堆中，这一部分对象是在运行时创建的对象。所以我们每一次new的时候，都会创建不同的对象，即便是堆中已经有了一个一模一样的。

     下面的程序将验证上面的说法。

 1 String str1 = "abc";
 2 String str2 = new String("abc");
 3 
 4 String str3 = "abc";
 5 String str4 = new String("abc");
 6 
 7 System.out.println(str1==str2);//false
 8         
 9 System.out.println(str1 == str3);//true
10 System.out.println(str2 == str4);//false
11 // When the intern method is invoked, if the pool already contains a
12 // string equal to this String object as determined by the
13 // equals(Object) method, then the string from the pool is returned.
14 // Otherwise, this String object is added to the pool and a reference to
15 // this String object is returned.
16 str2 = str2.intern();
17 System.out.println(str1==str2);//true
18 
19 false
20 true
21 false
22 true

     以上程序中用两种方式创建的4个对象，”==”比较的是地址，从结果可以看到str1和str3相同，指向同一个对象。而str2和str4比较返回结果是false，说明str2和str4指向的不是同一个对象。

     （上面用到了一个比较少见的方法：intern。在str2调用了intern方法后对str1和str2进行比较返回true，可以从代码注释中看明白，intern方法返回常量池中内容和该对象相同的对象，如果常量池中不存在，则将该对象加入到常量池中。）

     String对象是不变的，那为什么可以进行str+=”abc”这样的操作？其实类似这样的操作是新生成了一个String对象，包含str和abc连接后的字符串。

1 package test;
2 
3 public class StringTest {
4     public static void main(String[] args) {
5         String str1 = "abc";
6         str1 += "123";
7     }
8 }

     从编译之后的class可以看出编译器自动引入了StringBuilder类，通过它的初始化方法创建了StringBuilder对象，通过append方法添加了内容，调用toString返回连接后的对象。以上内容证明了String对象是不可变的，连接操作实际是返回了新的对象。如果是循环多次进行连接，将不断的创建StringBuilder对象，append新内容，toString成String对象。这就带来了String类处理字符串更改操作的效率问题。

 1 public class StringTest {
 2     public static void main(String[] args) {
 3         long start, end;
 4 
 5         StringBuilder strBuilder = new StringBuilder(" ");
 6         start = System.currentTimeMillis();
 7         for (int i = 0; i < 100000; i++) {
 8             strBuilder.append(" ");
 9         }
10         end = System.currentTimeMillis();
11         System.out.println("StringBuilder append: " + (end - start) + "ms");
12 
13         String str = " ";
14         start = System.currentTimeMillis();
15         for (int i = 0; i < 100000; i++) {
16             str += " ";
17         }
18         end = System.currentTimeMillis();
19         System.out.println("String +: " + (end - start) + "ms");
20     }
21 }

     可以看到String和StringBuilder在效率方面的差距。

     StringBuffer：A thread-safe, mutable sequence of characters. A string buffer is like a String, but can be modified.

     StringBuilder：A mutable sequence of characters. This class provides an API compatible with StringBuffer, but with no guarantee of synchronization.

     StringBuffer是可变的、线程安全的字符串。StringBuilder就是StringBuffer的非线程同步的版本，二者的方法差不多，只是一个线程安全（适用于多线程）一个没有线程安全（适用于单线程）。