String、StringBuilder、StringBuffer之间的区别和转换

       今天遇到一个问题，因为String是不可变，当字符串要常改变，这用使用"+"的话会产生很多的内存对象，很不友好，所以有了对String类三兄弟：String、StringBuffer、StringBuilder的详解介绍并加深理解。

String类三兄弟简介

String	StringBuffer	StringBuilder
String是一个不可变类，所以它的值不可变的，这就导致一个问题，当字符串需要改变的时候，每次都会产生新的String对象，这样的操作不仅效率低，而且产生了大量的内存浪费	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域，当字符串大小没有超过容量时，不会分配新的容量时，当字符串大小超越容量，会自动增加容量	可变类、和StringBuffer的区别在于，StringBuffer的线程安全、StringBuilder线程不安全，下面介绍两者的区别
不可变类	可变类	可变类
	线程安全	线程不安全
	多线程操作字符串	单线程操作字符串

String类–String字符串常量

       String类和StringBuffer类的主要性能区别其实在于String是不可变的对象，因此在每次对String类对象进行改变时，其实都是产生了一个新的String对象，并将指针指向新的String对象，这样造成了String类的效率十分低，而且造成很多无用的内存对象，浪费内存，所以经常需要修改字符串内容的字符串最好不要使用String类。每次产生新的对象都会对系统产生新年影响，特别当内存中无引用对象多了，JVM的GC就会工作，那速度一定会受到一定程度的影响。

String操作时内存变换的图：

       可以看到，初始化String值为“hello”，然后在这个字符串后面加上新的字符串"world"，这个过程需要在栈堆内存中开辟内存空间，最终得到了“hello world”字符串也相应的需要开辟内存空间，这样短短的两个字符串，却需要开辟三次内存，不得不说这是对内存空间的极大浪费。为了应对经常性的字符串相关的操作，这需要使用Java提供的其他两个操作字符串的类–StringBuffer和StringBuilder来对此变化进行处理。

       当对字符串进行修改时，特别是对字符串对象经常改变的情况下，最好使用StringBuffer和StringBulider，因为与String类不同的是，StringBuffer和StringBuilder可变类，当StringBuilder和StringBuffer对象被多次修改时，并不产生新的使用对象

三者的继承结构

三者的区别：

• StringBuffer和StringBuilder非常类似，均代表可变的字符序列，而且方法也一样
• String：不可变字符序列
• StringBuffer：可变字符序列、效率低、线程安全
• StringBuilder：可变字符序列、效率高、线程不安全

String使用陷阱：

String s="a";//创建了一个字符串
s=s+"b";//实际上原来的"a"字符串对象已经丢弃，现在又产生了一个字符串s+"b"(也就是"ab")。如果多次执行这些改变字符串内容的操作。如果这样的操作放在循环中，会极大影响程序的性能

三者的转换

public class Solution {
     
    public static void main(String[] args) {
     
        String strA=new String("123");
        System.out.println(strA);
        //使用StringBuffer的构造函数StringBuffer(String s)来讲String对象变为StringBuffer类对象
        StringBuffer strB=new StringBuffer(strA);
        strB.append("456");
        //使用StringBuffer的toString方法来完成两者的互转
        System.out.println(strB.toString());

        //StringBuilder类和StringBuffer相似，方法是一样的
        StringBuilder strC=new StringBuilder(strA);
        strC.append("123");
        System.out.println(strC.toString());

    }
}

StringBuffer和StringBuilder类的区别

       StringBuffer 字符串变量(线程安全)，因为StringBuffer类的所有公共方法都被synchronized修饰了。
       StringBuilder 字符串变量(非线程安全)，并没有像StringBuffer一样被synchronized修饰。
区别1：线程安全性
StringBuffer代码片段：

@Override
public synchronized StringBuffer append(String str) {
     
    toStringCache = null;
    super.append(str);
    return this;
}

StringBuilder代码片段：

    @Override
    public StringBuilder append(String str) {
     
        super.append(str);
        return this;
    }

区别2：缓冲区
StringBuffer代码片段

private transient char[] toStringCache;

@Override
public synchronized String toString() {
     
    if (toStringCache == null) {
     
        toStringCache = Arrays.copyOfRange(value, 0, count);
    }
    return new String(toStringCache, true);
}

StringBuilder代码片段

@Override
public String toString() {
     
    // Create a copy, don't share the array
    return new String(value, 0, count);
}

可以看出，StringBuffer每次获取toString都会直接使用缓存区的toStringCache值来构造一个字符串。而StringBuilder则每次都需要复制一次字符串数组，在构造一个字符串。
StringBuilder则每次都需要复制一次字符数组，在构造一个字符串。

区别3：性能
       既然 StringBuffer 是线程安全的，它的所有公开方法都是同步的，StringBuilder 是没有对方法加锁同步的，所以毫无疑问，StringBuilder 的性能要远大于 StringBuffer。
       StringBuffer适用于在于多线程操作同一个StringBuffer的场景，如果是单线程场合StringBuilder更适合。

文章内容参考了以下博客：

https://blog.csdn.net/itchuxuezhe_yang/article/details/89966303
https://segmentfault.com/a/1190000017909550