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[Java教程]StringBuffer与StringBuilder原理与区别


其实只要找下Google大神就有答案了:StringBuffer 与 StringBuilder 中的方法和功能完全是等价的,只是StringBuffer 中的方法大都采用了 synchronized 关键字进行修饰,因此是线程安全的,而 StringBuilder 没有这个修饰,可以被认为是线程不安全的。 
 
为了更好的理解上述的答案,还是直接看StringBuffer与StringBuilder的源码实现比较实在,作为一个程序猿,“有疑问,看源码”才是正道,我可以负责任的说,当然了得有条件才行!
 
jdk的实现中StringBuffer与StringBuilder都继承自AbstractStringBuilder,对于多线程的安全与非安全看到StringBuffer中方法前面的一堆synchronized就大概了解了。
 
这里随便讲讲AbstractStringBuilder的实现原理:我们知道使用StringBuffer等无非就是为了提高java中字符串连接的效率,因为直接使用+进行字符串连接的话,jvm会创建多个String对象,因此造成一定的开销。AbstractStringBuilder中采用一个char数组来保存需要append的字符串,char数组有一个初始大小,当append的字符串长度超过当前char数组容量时,则对char数组进行动态扩展,也即重新申请一段更大的内存空间,然后将当前char数组拷贝到新的位置,因为重新分配内存并拷贝的开销比较大,所以每次重新申请内存空间都是采用申请大于当前需要的内存空间的方式,这里是2倍。
 
 
接下来,玩些好玩的!
在Google中出来了这么一些信息:
 

    StringBuffer 始于 JDK 1.0 
    StringBuilder 始于 JDK 1.5 

    从 JDK 1.5 开始,带有字符串变量的连接操作(+),JVM 内部采用的是 
    StringBuilder 来实现的,而之前这个操作是采用 StringBuffer 实现的。

 
我们通过一个简单的程序来看其执行的流程:
 
清单1 Buffer.java
[java] view plaincopy

  1. public class Buffer {  
  2.      public static void main(String[] args) {  
  3.             String s1 = "aaaaa";  
  4.             String s2 = "bbbbb";  
  5.             String r = null;  
  6.             int i = 3694;  
  7.             r = s1 + i + s2;   
  8.               
  9.             for(int j=0;i<10;j++){  
  10.                 r+="23124";  
  11.             }  
  12.      }  
  13. }  


 
使用命令javap -c Buffer查看其字节码实现:
 
清单2 Buffer类字节码


 

将清单1和清单2对应起来看,清单2的字节码中ldc指令即从常量池中加载“aaaaa”字符串到栈顶,istore_1将“aaaaa”存到变量1中,后面的一样,sipush是将一个短整型常量值(-32768~32767)推送至栈顶,这里是常量“3694”,更多的Java指令集请查看另一篇文章“Java指令集”。
 
让我们直接看到13,13~17是new了一个StringBuffer对象并调用其初始化方法,20~21则是先通过aload_1将变量1压到栈顶,前面说过变量1放的就是字符串常量“aaaaa”,接着通过指令invokevirtual调用StringBuffer的append方法将“aaaaa”拼接起来,后续的24~30同理。最后在33调用StringBuffer的toString函数获得String结果并通过astore存到变量3中。
 
看到这里可能有人会说,“既然JVM内部采用了StringBuffer来连接字符串了,那么我们自己就不用用StringBuffer,直接用”+“就行了吧!“。是么?当然不是了。俗话说”存在既有它的理由”,让我们继续看后面的循环对应的字节码。
 
37~42都是进入for循环前的一些准备工作,37,38是将j置为1。44这里通过if_icmpge将j与10进行比较,如果j大于10则直接跳转到73,也即return语句退出函数;否则进入循环,也即47~66的字节码。这里我们只需看47到51就知道为什么我们要在代码中自己使用StringBuffer来处理字符串的连接了,因为每次执行“+”操作时jvm都要new一个StringBuffer对象来处理字符串的连接,这在涉及很多的字符串连接操作时开销会很大。