[Java基础] StringBuffer 和 StringBuilder 类应用及源码分析

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[Java基础] StringBuffer 和 StringBuilder 类应用及源码分析
[Java基础] 数组应用及源码分析
[Java基础] String，分析内存地址，源码

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前言

当对字符串进行修改的时候，需要使用 StringBuffer 和 StringBuilder 类。
和 String 类不同的是，StringBuffer 和 StringBuilder 类的对象能够被多次的修改，并且不产生新的未使用对象；
StringBuffer是线程安全的，StringBuilder不是；
扩容规则会根据新值+旧值的长度计算；

1、特性

1.1、操作StringBuffer不会生成新的对象

在使用 StringBuffer 类时，每次都会对 StringBuffer 对象本身进行操作，而不是生成新的对象，所以如果需要对字符串进行修改推荐使用 StringBuffer。

	StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();
    log.info("内存地址:{}" , ObjectCommon.toString(stringBuffer) );
    System.out.println("---------------------------------------");

    stringBuffer.append("Kelvin");
    log.info("内存地址:{}" , ObjectCommon.toString(stringBuffer) );
    System.out.println("---------------------------------------");

    stringBuffer.append("!");
    log.info("内存地址:{}" , ObjectCommon.toString(stringBuffer) );
    System.out.println("---------------------------------------");

• 结果（三次添加数据，内存地址都是一样的）

23:41:06.936 [main] INFO com.kelvin.spiderx.test.StringBufferTest - 内存地址:java.lang.StringBuffer@58d25a40
---------------------------------------
23:41:06.946 [main] INFO com.kelvin.spiderx.test.StringBufferTest - 内存地址:java.lang.StringBuffer@58d25a40
---------------------------------------
23:41:06.947 [main] INFO com.kelvin.spiderx.test.StringBufferTest - 内存地址:java.lang.StringBuffer@58d25a40

1.2、对比操作String会生成新的对象

	String str = new String();
    log.info("内存地址:{}" , ObjectCommon.toString(str) );
    System.out.println("---------------------------------------");

    str += "Kelvin";
    log.info("内存地址:{}" , ObjectCommon.toString(str) );
    System.out.println("---------------------------------------");

    str += "!";
    log.info("内存地址:{}" , ObjectCommon.toString(str) );
    System.out.println("---------------------------------------");

• 结果（三次添加数据，内存地址都是不一样的）

23:45:41.723 [main] INFO com.kelvin.spiderx.test.StringTest - 内存地址:java.lang.String@58d25a40
---------------------------------------
23:45:41.739 [main] INFO com.kelvin.spiderx.test.StringTest - 内存地址:java.lang.String@626b2d4a
---------------------------------------
23:45:41.740 [main] INFO com.kelvin.spiderx.test.StringTest - 内存地址:java.lang.String@5e91993f

2、线程安全

StringBuilder 类在 Java 5 中被提出，它和 StringBuffer 之间的最大不同在于 StringBuilder 的方法不是线程安全的（不能同步访问）。
由于 StringBuilder 相较于 StringBuffer 有速度优势，所以多数情况下建议使用 StringBuilder 类。

2.1、StringBuffer线程安全

StringBuffer的方法都增加了synchronized，包括：添加、删除、截取、反转、toString等方法。
在加锁的情况下，只有一个线程能进行操作，所以是线程安全的。

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

	@Override
    public synchronized StringBuffer delete(int start, int end) {
        toStringCache = null;
        super.delete(start, end);
        return this;
    }

	@Override
    public synchronized String substring(int start, int end) {
        return super.substring(start, end);
    }

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

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

2.2、StringBuilder线程不安全

	@Override
    public StringBuilder append(String str) {
        super.append(str);
        return this;
    }
    
    @Override
    public StringBuilder delete(int start, int end) {
        super.delete(start, end);
        return this;
    }

3、值长度与扩容

旧值长度 = V ；新值长度 = NV ； 所占空间 = S

• StringBuffer、StringBuilder在初始化数据时，可以指定初始空间（不指定，取默认值16）；
• 在添加数据时会按照以下规则扩容
  1、V + VN <= S ，不会扩容
  2、S < V + VN <= （S >> 1） + 2 ， 会扩容，扩容长度：（S >> 1） + 2
  
  3、（S >> 1） + 2 < V + VN , 扩容长度：V + VN

3.1、扩容长度：（S >> 1） + 2 代码验证

     StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer(10);
     log.info("值长度:{}" , stringBuffer.length());
     log.info("所占空间长度:{}" , stringBuffer.capacity());
     System.out.println("---------------------------------------");

     stringBuffer.append("Kelvin");
     log.info("值长度:{}" , stringBuffer.length());
     log.info("所占空间长度:{}" , stringBuffer.capacity());
     System.out.println("---------------------------------------");

     stringBuffer.append("!");
     log.info("值长度:{}" , stringBuffer.length());
     log.info("所占空间长度:{}" , stringBuffer.capacity());
     System.out.println("---------------------------------------");

     stringBuffer.append("1234567890");
     log.info("值长度:{}" , stringBuffer.length());
     log.info("所占空间长度:{}" , stringBuffer.capacity());
     System.out.println("---------------------------------------");

结果：

00:33:15.931 [main] INFO com.kelvin.spiderx.test.StringBufferTest - 值长度:0
00:33:15.938 [main] INFO com.kelvin.spiderx.test.StringBufferTest - 所占空间长度:10
---------------------------------------
00:33:15.938 [main] INFO com.kelvin.spiderx.test.StringBufferTest - 值长度:6
00:33:15.938 [main] INFO com.kelvin.spiderx.test.StringBufferTest - 所占空间长度:10
---------------------------------------
00:33:15.938 [main] INFO com.kelvin.spiderx.test.StringBufferTest - 值长度:7
00:33:15.939 [main] INFO com.kelvin.spiderx.test.StringBufferTest - 所占空间长度:10
---------------------------------------
00:33:15.939 [main] INFO com.kelvin.spiderx.test.StringBufferTest - 值长度:17
00:33:15.939 [main] INFO com.kelvin.spiderx.test.StringBufferTest - 所占空间长度:22
---------------------------------------

3.2、扩容长度：V + VN代码验证

     StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer(10);
     log.info("值长度:{}" , stringBuffer.length());
     log.info("所占空间长度:{}" , stringBuffer.capacity());
     System.out.println("---------------------------------------");

     stringBuffer.append("Kelvin");
     log.info("值长度:{}" , stringBuffer.length());
     log.info("所占空间长度:{}" , stringBuffer.capacity());
     System.out.println("---------------------------------------");

     stringBuffer.append("!");
     log.info("值长度:{}" , stringBuffer.length());
     log.info("所占空间长度:{}" , stringBuffer.capacity());
     System.out.println("---------------------------------------");

     stringBuffer.append("12345678901234567890");
     log.info("值长度:{}" , stringBuffer.length());
     log.info("所占空间长度:{}" , stringBuffer.capacity());
     System.out.println("---------------------------------------");

结果：

00:38:43.250 [main] INFO com.kelvin.spiderx.test.StringBufferTest - 值长度:0
00:38:43.257 [main] INFO com.kelvin.spiderx.test.StringBufferTest - 所占空间长度:10
---------------------------------------
00:38:43.258 [main] INFO com.kelvin.spiderx.test.StringBufferTest - 值长度:6
00:38:43.258 [main] INFO com.kelvin.spiderx.test.StringBufferTest - 所占空间长度:10
---------------------------------------
00:38:43.258 [main] INFO com.kelvin.spiderx.test.StringBufferTest - 值长度:7
00:38:43.258 [main] INFO com.kelvin.spiderx.test.StringBufferTest - 所占空间长度:10
---------------------------------------
00:38:43.258 [main] INFO com.kelvin.spiderx.test.StringBufferTest - 值长度:27
00:38:43.258 [main] INFO com.kelvin.spiderx.test.StringBufferTest - 所占空间长度:27
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