String、StringBuffer、StringBuilder三兄弟

三兄弟介绍

在开发过程中我们会经常用到String类型，查看源码可知String被声明为final class，即String类型不可变，正因为他的不可变性，当我们拼接字符串时会产生很多无效的中间对象，频繁的使用String字符串做拼接，会产生大量的垃圾对象，影响系统的性能。
但开发过程中我们又不能避免拼接字符串情况的出现，Java为我们提供了StringBuffer，本质为一个线程安全的可修改的字符序列，提供append和add方法来拼接字符串，修改数据的方法都被加上了synchronized来保证线程安全，线程安全带来的负面影响就是会拉低系统性能。

StringBuffer线程安全的实现

String拼接产生垃圾对象，StringBuffer线程安全拉低性能，不考虑线程安全的情况下字符串拼接应该怎么做？StringBuilder闪亮登场，StringBuilder是JDK1.5发布的，它和StringBuffer本质上没什么区别，就是去掉了保证线程安全的那部分，减少了开销，既满足了字符串拼接，又满足了不考虑线程安全的效率问题。

StringBuilder不保证线程安全

StringBuffer 和 StringBuilder 二者都继承了 AbstractStringBuilder ，底层都是利用可修改的char数组(JDK 9 以后是 byte数组)。
所以如果我们有大量的字符串拼接，如果能预知大小的话最好在new StringBuffer 或者StringBuilder 的时候设置好capacity，避免多次扩容的开销。扩容要抛弃原有数组，还要进行数组拷贝创建新的数组。

三兄弟对比

性能对比

前面我们提到了一些性能上的对比，得出三兄弟性能排序：String < StringBuffer < StringBuilder，下面我们通过实际例子来验证一下：

package Test;

public class StringTest {
    // 循环次数，电脑性能有差异，可以根据情况修改该字段
    private static Integer testCount = 100000;

    public static void main(String[] args) {
        StringPerformanceTest();
        StringBuilderPerformanceTest();
        StringBufferPerformanceTest();
    }

    private static void StringPerformanceTest() {
        long start = System.currentTimeMillis();
        String string = "";
        for (int i = 0; i < testCount; i++) {
            string = string + i + ",";
        }
        System.out.println("String拼接时间：" + (System.currentTimeMillis() - start));
    }

    private static void StringBuilderPerformanceTest() {
        long start = System.currentTimeMillis();
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder("");
        for (int i = 0; i < testCount; i++) {
            stringBuilder.append(i + ",");
        }
        System.out.println("StringBuilder拼接时间：" + (System.currentTimeMillis() - start));
    }


    private static void StringBufferPerformanceTest() {
        long start = System.currentTimeMillis();
        StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer("");
        for (int i = 0; i < testCount; i++) {
            stringBuffer.append(i + ",");
        }
        System.out.println("StringBuffer拼接时间：" + (System.currentTimeMillis() - start));
    }
}

执行结果如下：

String拼接时间：56694
StringBuilder拼接时间：16
StringBuffer拼接时间：18

通过上面的代码，我们证实了三兄弟性能排序：String < StringBuffer < StringBuilder，三者的性能差异是因为String字符串是不可变，每次拼接相当于创建新的String对象，所以效率会很低，且很浪费空间；而StringBuffer采用同步块的方式保证线程安全，效率会有所影响；StringBuilder为可变字符序列，且不保证线程安全，所以效率最高。

线程安全

通过文章开始的源码截图我们得知StringBuffer线程安全，StringBuilder不保证线程安全，而String字符串为final类型，讨论它的安全性没有意义。

总结

1. 在字符串不经常发生变化的业务场景优先使用String(代码更清晰简洁)。如常量的声明，少量的字符串操作(拼接，删除等)。
2. 在单线程情况下，如有大量的字符串操作情况，应该使用StringBuilder来操作字符串。不能使用String"+"来拼接而是使用，避免产生大量无用的中间对象，耗费空间且执行效率低下（新建对象、回收对象花费大量时间）。如JSON的封装等。
3. 在多线程情况下，如有大量的字符串操作情况，应该使用StringBuffer。如HTTP参数解析和封装等。