彻底弄懂StringBuffer与StringBuilder的区别

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了彻底弄懂StringBuffer与StringBuilder的区别。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

一问道StringBuffer与StringBuilder的区别,张口就来StringBuffer是线程安全的,因为它相关方法都加了synchronized 关键字,StringBuilder线程不安全。没错,确实如此,但是我们查看过源码会发现StringBuffer是从jdk1.0就开始了,StringBuilder是从jdk1.5开始的。于是我就产生这样一个疑问,既然已经有了StringBuffer,为什么jdk5又出了一个StringBuilder呢,也就是单线程时候StringBuffer与StringBuilder有什么区别。

目录

 一、StringBuffer与StringBuilder的共同之处

二、StringBuffer与StringBuilder的不同之处

三、单线程StringBuffer与StringBuilder区别

四、StringBuffer与StringBuilder的应用场景


 一、StringBuffer与StringBuilder的共同之处


1、都继成了AbstractStringBuilder这个抽象类,实现了CharSequence接口

public final class StringBuilder
    extends AbstractStringBuilder
    implements java.io.Serializable, CharSequence
 
 public final class StringBuffer
    extends AbstractStringBuilder
    implements java.io.Serializable, CharSequence


2、其append方法都是 super.append(str),调用了父类AbstractStringBuilder的append(String str)方法

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

3、初始容量都是16和扩容机制都是"旧容量*2+2"

4、底层都是用char[]字符数组实现,且字符数组都是可变的,这点不同于String

二、StringBuffer与StringBuilder的不同之处

  1. StringBuffer多线程安全的,StringBuilder多线程不安全
  2. StringBuffer从JDK1.0就有了,StringBuilder是JDK5.0才出现
  3. StringBuffer比StringBuilder多了一个toStringCache字段,用来在toString方法中进行缓存,每次append操作之前都先把toStringCache设置为null,若多次连续调用toString方法,可避免每次Arrays.copyOfRange(value, 0, count)操作,节省性能。
 @Override
    public synchronized StringBuffer append(String str) {
        toStringCache = null;
        super.append(str);
        return this;
    }
 
    @Override
    public synchronized String toString() {
        if (toStringCache == null) {
            toStringCache = Arrays.copyOfRange(value, 0, count);
        }
        return new String(toStringCache, true);
    }

4、由于StringBuilder没有考虑同步,在单线程情况下,StringBuilder的性能要优于StringBuffer

三、单线程StringBuffer与StringBuilder区别


这个才是我们重点讨论的,单线程下StringBuffer加了synchronized,虽然是单线程, 但是synchronized获取锁和释放锁也还是需要时间的, 而StringBuilder没有,这个就是重点区别。因此重点要讨论synchronized锁的状态,从获取锁到释放锁的过程,因此需要讨论一下锁的升级和优化。

锁的4中状态:无锁状态、偏向锁状态、轻量级锁状态、重量级锁状态(级别从低到高)

(1)偏向锁:

偏向锁是指一段同步代码一直被一个线程所访问,那么该线程会自动获取锁。降低获取锁的代价。

为什么要引入偏向锁?

因为经过HotSpot的作者大量的研究发现,大多数时候是不存在锁竞争的,常常是一个线程多次获得同一个锁,因此如果每次都要竞争锁会增大很多没有必要付出的代价,为了降低获取锁的代价,才引入的偏向锁。

偏向锁的升级

当线程1访问代码块并获取锁对象时,会在java对象头和栈帧中记录偏向的锁的threadID,因为偏向锁不会主动释放锁,因此以后线程1再次获取锁的时候,需要比较当前线程的threadID和Java对象头中的threadID是否一致,如果一致(还是线程1获取锁对象),则无需使用CAS来加锁、解锁;如果不一致(其他线程,如线程2要竞争锁对象,而偏向锁不会主动释放因此还是存储的线程1的threadID),那么需要查看Java对象头中记录的线程1是否存活,如果没有存活,那么锁对象被重置为无锁状态,其它线程(线程2)可以竞争将其设置为偏向锁;如果存活,那么立刻查找该线程(线程1)的栈帧信息,如果还是需要继续持有这个锁对象,那么暂停当前线程1,撤销偏向锁,升级为轻量级锁,如果线程1 不再使用该锁对象,那么将锁对象状态设为无锁状态,重新偏向新的线程。

偏向锁的取消:

偏向锁是默认开启的,而且开始时间一般是比应用程序启动慢几秒,如果不想有这个延迟,那么可以使用-XX:BiasedLockingStartUpDelay=0;

如果不想要偏向锁,那么可以通过-XX:-UseBiasedLocking = false来设置;

(2)轻量级锁

轻量级锁是指当锁是偏向锁的时候,被另一个线程所访问,偏向锁就会升级为轻量级锁,其他线程会通过自旋的形式尝试获取锁,不会阻塞,提高性能

为什么要引入轻量级锁?

轻量级锁考虑的是竞争锁对象的线程不多,而且线程持有锁的时间也不长的情景。因为阻塞线程需要CPU从用户态转到内核态,代价较大,如果刚刚阻塞不久这个锁就被释放了,那这个代价就有点得不偿失了,因此这个时候就干脆不阻塞这个线程,让它自旋这等待锁释放。

(3)重量级锁

重量级锁是指当锁为轻量级锁的时候,另一个线程虽然是自旋,但自旋不会一直持续下去,当自旋一定次数的时候,还没有获取到锁,就会进入阻塞,该锁膨胀为重量级锁。重量级锁会让其他申请的线程进入阻塞,性能降低。

轻量级锁什么时候升级为重量级锁?

线程1获取轻量级锁时会先把锁对象的对象头MarkWord复制一份到线程1的栈帧中创建的用于存储锁记录的空间(称为DisplacedMarkWord),然后使用CAS把对象头中的内容替换为线程1存储的锁记录(DisplacedMarkWord)的地址;

如果在线程1复制对象头的同时(在线程1CAS之前),线程2也准备获取锁,复制了对象头到线程2的锁记录空间中,但是在线程2CAS的时候,发现线程1已经把对象头换了,线程2的CAS失败,那么线程2就尝试使用自旋锁来等待线程1释放锁。

但是如果自旋的时间太长也不行,因为自旋是要消耗CPU的,因此自旋的次数是有限制的,比如10次或者100次,如果自旋次数到了线程1还没有释放锁,或者线程1还在执行,线程2还在自旋等待,这时又有一个线程3过来竞争这个锁对象,那么这个时候轻量级锁就会膨胀为重量级锁。重量级锁把除了拥有锁的线程都阻塞,防止CPU空转。

*注意:为了避免无用的自旋,轻量级锁一旦膨胀为重量级锁就不会再降级为轻量级锁了;偏向锁升级为轻量级锁也不能再降级为偏向锁。一句话就是锁可以升级不可以降级,但是偏向锁状态可以被重置为无锁状态。

综上可知,StringBuffer虽然是单线程,但它是有偏向锁升级过程判断的,会耗费时间,效率固然低于StringBuilder

四、StringBuffer与StringBuilder的应用场景


1、StringBuffer多线程安全,但是加了synchronized,其效率低。故适用于多线程下,并发量不是很高的场景

2、StringBuilder没有加任何锁,其效率高,适用单线程场景,但同时也适用于高并发场景中,提高高并发场景下程序的响应性能,至于线程安全问题可以通过其它手段解决,如ThreadLocal,CAS操作等。

3、所以对于高并发场景下,若有用到二者,还是建议优先使用StringBuilder的

以上观点,纯属个人理解,若有不正之处,烦请指出文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-690211.html

到了这里,关于彻底弄懂StringBuffer与StringBuilder的区别的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • java基础四-String/StringBuffer/StringBuilder区别

    String 和 StringBuffer、StringBuilder 的区别在于 String 声明的是不可变的对象,每次操作都会生成新的 String 对象,然后将指针指向新的 String 对象,而 StringBuffer、StringBuilder 可以在原有对象的基础上进行操作,所以在经常改变字符串内容的情况下最好不要使用 String。 StringBuffer 和

    2024年02月14日
    浏览(46)
  • String、StringBuilder和StringBuffer之间的区别是什么?

    String 、 StringBuilder 和 StringBuffer 在Java中都用于处理文本数据,但它们之间存在一些关键区别,主要体现在可变性、线程安全性和性能上。 String 不可变性 : String 类的对象是不可变的。这意味着一旦 String 对象被创建,它所包含的字符序列就不能被改变。每次对字符串进行修

    2024年02月21日
    浏览(48)
  • 面试官:请聊一聊String、StringBuilder、StringBuffer三者的区别

    面试官 :“小伙子,在日常的写代码过程中,使用过String,StringBuilder和StringBuffer没?” 我: “用过的呀!” 面试官: “那你就来聊一聊,他们之间有什么区别,不同场景下如何选择吧” 我: “好嘞!” 在Java的开发过程中,使用频率最高的就是String字符串,但由于在字符

    2024年01月18日
    浏览(45)
  • Java-String、StringBuffer、StringBuilder区别及相关面试题

    在Java编程中,经常会遇到处理字符串的需求。Java提供了多个类来处理字符串,其中最常用的是String、StringBuffer和StringBuilder类。本文将介绍这三个类的基本用法和区别。 String是Java中最常用的字符串类,它是不可变的,也就是说一旦被创建,它的值就不能被改变。下面是Stri

    2024年02月11日
    浏览(37)
  • Java基础09 —— 字符序列--String、StringBuilder、StringBuffer区别及其方法介绍

    字符与字符串 字符类型(char)是Java中的基本数据类型,占2个字节16位,默认值是 ‘u0000’ 。字符是用单引号引住的单个符号. 字符串(String)是用双引号引住的任意个字符,是引用数据类型,默认值是null 。字符串其实就是字符组成的序列 字符串声明 举例: 字符序列 多个字符

    2024年02月09日
    浏览(37)
  • 7.1 String StringBuffer 和 StringBuilder 的区别是什么? String 为什么是不可变的?

    可变性 简单的来说: String 类中使用 final 修饰字符数组来保存字符串, private final char value[] ,所以 String 对象是不可变的。 补充(来自issue 675):在 Java 9 之后,String 、 StringBuilder 与 StringBuffer 的实现改用 byte 数组存储字符串 private final byte[] value 而 StringBuilder 与 Str

    2024年02月15日
    浏览(35)
  • StringBuilder > StringBuffer > String

    StringBuilder , StringBuffer 和 String 都是 Java 中用于操作字符串的类,但它们在性能、线程安全性和用途上有一些区别。 1. String: String 类是 Java 中的不可变字符串类。一旦创建了字符串对象,它的值就不能被修改。每次对字符串进行操作(连接、替换等),都会创建一个新的字符

    2024年02月11日
    浏览(47)
  • StringBuffer,StringBuilder,

    StringBuffer 结构示意图, Serializable,可以实现网络传输 StringBuffer字符内容是存在char[] value,所有在变化(增加/删除)不用每次都更换地址(即不是每次创建新对象),所以效率高于String String保存的是 字符串常量 ,里面的值不能更改( 每次String类的更新实际上就是更改地址

    2023年04月13日
    浏览(24)
  • StringBuffer与stringBuilder

    对于String的学习: final 修饰了String类所以String类是无法被修改的,并且不是基本数据类型。 当我们用双引号创建一个字符串时,jvm首先在字符串常量池中找寻具有相同值的字符串如果找到了,他将返回字符串常量池中的字符串对象引用。否则就在常量池中创建字符串对象并返

    2023年04月08日
    浏览(24)
  • Java StringBuffer和StringBuilder类

    由于String的不可更改特性,为了方便字符串的修改,Java中又提供StringBuilder和StringBuffer类。与String不同的是,StringBuffer和StringBuilder是对字符串本身进行修改,并且不产生新的对象,而String是产生新的字符串进行修改。 由于StringBuffer的方法和StringBuilder方法大部分是相同的,所

    2024年02月12日
    浏览(30)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包