在大量字符串拼接操作时请使用StringBuffer解读

目录

• StringBuffer的产生背景
• 1. 解决String不可变性问题
• 2. 线程安全需求
• 3. 性能优化
• 4. 历史原因
• StringBuffer 详解
• 1. StringBuffer 概述
• 2. StringBuffer 的构造方法
• 3. StringBuffer 的常用方法
• (1) 增：append()和insert()
• (2) 删：delete()和deleteCharAt()
• (3) 改：replacejs()和setCharAt()
• (4) 查：charAt()、indexOf()、substring()
• (5) 其他方法
• 4. StringBuffer 的扩容机制
• 5. StringBuffer vs StringBuilder
• 总结

StringBuffer的产生背景

StringBuffer是Java早期版本中引入的一个类，它的产生背景主要有以下几个原因：

1. 解决String不可变性问题

• Java中的String对象是不可变的(immutable)，每次修改String实际上都是创建新的String对象
• 频繁修改字符串时会产生大量临时对象，影响性能
• StringBuffer提供了可变的字符串缓冲区，可以在原对象上修改而不创建新对象

2. 线程安全需求

• StringBuffer的方法都是同步的(synchronized)，适合多线程环境下的字符串操作
• 早期Java版本中，多线程编程较为常见，需要线程安全的字符串操作类

3. 性能优化

• 在大量字符串拼接操作时，使用StringBuffer比直接使用"+"操作符更高效
• StringBuffer内部维护了一个可扩展的字符数组，减少了内存分配和垃圾回收的开销

4. 历史原因

• StringBuffer在Java 1.0中就已经存在
• 后来(Java 5)又引入了非线程安全的StringBuilder，作为单线程环境下的替代方案

StringBuffer的设计反映了早期Java对线程安全的重视，但随着单线程应用场景的增加，StringBuilder因其更高的性能而成为更常用的选择。不过StringBuffer在多线程环境下仍然有其价值。

StringBuffer 详解

1. StringBuffer 概述

StringBuffer 是 Java 中用于可变字符串操作的类，位于 java.lang 包中。

它提供了比 String 更高效的字符串修改方式，适用于频繁修改字符串的场景，并且是线程安全的（方法使用 synchronized 修饰）。

主要特点：

• 可变性：可以直接修改字符串内容，而不像 String 每次修改都生成新对象。
• 线程安全：方法使用 synchronized 修饰，适合多线程环境。
• 高效拼接：内部维护一个动态扩容的字符数组，减少内存分配和垃圾回收开销。

2. StringBuffer 的构造方法

构造方法	说明
StringBuffer()	构造一个初始容量为 16 的空缓冲区
StringBuffer(int capacity)	构造指定初始容量的空缓冲区
StringBuffer(String str)	构造一个初始内容为 str 的缓冲区，容量为 str.length() + 16

示例：

StringBuffer sb1 = new StringBuffer();         // 初始容量 16
StringBuffer sb2 = new StringBuffer(32);       // 初始容量 32
StringBuffer sb3 = new StringBuffer("Hello");  // 初始内容 "Hello"，容量 21 (5 + 16)

3. StringBuffer 的常用方法

(1) 增：append()和insert()

方法	说明
aphttp://www.devze.compend(xxx)	在末尾追加数据（支持多种类型：int、char、String 等）
insert(int offset, xxx)	在指定位置插入数据

示例：

StringBuffer sb = new StringBuffer("Hello");
sb.append(" World");       // "Hello World"
sb.insert(5, ","); 编程客栈        // "Hello, World"

(2) 删：delete()和deleteCharAt()

方法	说明
delete(int start, int end)	删除 [start, end) 之间的字符
deleteCharAt(int index)	删除指定位置的字符

示例：

StringBuffer sb = new StringBuffer("Hello, World");
sb.delete(5, 7);          // "Hello World"（删除 ", "）
sb.deleteCharAt(5);       // "HelloWorld"（删除空格）

(3) 改：replace()和setCharAt()

方法	说明
repla编程客栈ce(int start, int end, String str)	替换 [start, end) 之间的内容为 str
setCharAt(int index, char ch)	替换指定位置的字符

示例：

StringBuffer sb = new StringBuffer("Hello World");
sb.replace(6, 11, "Java");  // "Hello Java"
sb.setCharAt(0, 'h');       // "hello Java"

(4) 查：charAt()、indexOf()、substring()

方法	说明
charAt(int index)	返回指定位置的字符
indexOf(String str)	返回 str 第一次出现的索引
substring(int start, int end)	返回 [start, end) 的子字符串

示例：

StringBuffer sb = new StringBuffer("Hello Java");
char ch = sb.charAt(6);          // 'J'
int index = sb.indexOf("Java");  // 6
String sub = sb.substring(6, 10); // "Java"

(5) 其他方法

方法	说明
length()	返回字符串长度
capacity()	返回当前缓冲区容量
reverse()	反转字符串
toString()	转换为 String

示例：

StringBuffer sb = new StringBuffer("Hello");
System.out.println(sb.length());     // 5
System.out.println(sb.capacity());   // 21 (5 + 16)
sb.reverse();                       // "olleH"
String str = sb.toString();         // 转换为 String

4. StringBuffer 的扩容机制

默认初始容量：16（如果未指定）。

扩容规则：

• 当字符串长度超过当前容量时，自动扩容。
• 新容量 = (旧容量 * 2) + 2。
• 如果仍然不够，则直接扩容到所需的最小容量。

示例：

StringBuffer sb = new StringBuffer();  // 初始容量 16
sb.append("1234567890123456");         // 刚好 16 字符，不扩容
sb.append("X");                        // 超过容量，扩容至 (16*2)+2 = 34
System.out.println(sb.capacity());     // 34

5. StringBuffer vs StringBuilder

对比项	StringBuffer	StringBuilder
线程安全	✅ 线程安全（synchronized）	❌ 非线程安全
性能	稍慢（同步开销）	更快
适用场景	多线程环境	单线程环境

推荐使用：

• 单线程：优先用 StringBuilder（更快）。
• 多线程：用 StringBuffer（线程安全）。

总结

StringBuffer 适用于频繁修改字符串，比 String 更高效。

• 线程安全，但性能略低于 StringBuilder。
• 扩容机制：默认 16，不够时 (oldCapacity * 2) + 2。
• 主要方法：apjavascriptpend()、insert()、delete()、replace()、reverse() 等。

适用场景：

• 多线程环境下的字符串拼接、修改。
• 需要频繁修改字符串内容时（如日志处理、动态 SQL 拼接）。

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持编程客栈(www.devze.com)。