前言

好久之前在寫檔案上傳的時候使用了這樣的一段程式碼

/**
* @param rootUrlStr：儲存的路徑的資料夾路徑 假設就是 D:\save
* @param fileUriStr：需要儲存的檔案的具體路徑
* @about 這是一段精簡的程式碼
* @return 儲存檔案地址
*/
public String uploadUri1(String rootUrlStr,String fileUriStr) {
    //下面我將故意使用很複雜的拼接
    //獲得檔名，故意不使用UUID.randomUUID()
    String fileNameStr=fileUriStr.substring(fileUriStr.lastIndexOf("\\"));
    String fileRealUriStr=rootUrlStr+"\\";
    fileRealUriStr+="uploadFile\\";
    fileRealUriStr+=fileNameStr;//把根路徑和檔名拼接在一起
    return fileRealUriStr;
}

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這種寫法很明顯的一點就是會生成很多的中間物件。
於是我後來改成了這樣

public String uploadUri2(String rootUrlStr,String fileUriStr) {
    //下面我將故意使用很複雜的拼接
    //獲得檔名，故意不使用UUID.randomUUID()
    StringBuffer fileRealUriStr=new StringBuffer(rootUrlStr);
    String fileNameStr=fileUriStr.substring(fileUriStr.lastIndexOf("\\"));
    fileRealUriStr.append("uploadFile\\").append(fileNameStr);
    return fileRealUriStr.toString();
}

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使用StringBuffer去避免生成太多臨時字串。
當然有更好的方法，那就是使用Paths

public String uploadUri3(String rootUrlStr,String fileUriStr) {
    //下面使用Path
    //獲得檔名，故意不使用UUID.randomUUID()
    String fileNameStr=fileUriStr.substring(fileUriStr.lastIndexOf("\\"));
    Path path=Paths.get(rootUrlStr,"uploadFile",fileNameStr);
    return path.toString();
}

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Paths會自動補全”\”，使得程式碼比較直觀好看。他不是今天的主角，所以我就不展開講了。

//測試程式碼
public static void main(String[] args) {
    String string1=new MyText().uploadUri1("D:save","I:\\JAVA\\java.txt");
    String string2=new MyText().uploadUri2("D:save","I:\\JAVA\\java.txt");
    String string3=new MyText().uploadUri3("D:save","I:\\JAVA\\java.txt");
    System.out.println(string1);
    System.out.println(string2);
    System.out.println(string3);
}

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輸出結果

D:save\uploadFile\Java.txt
D:save\uploadFile\java.txt
D:save\uploadFile\java.txt

以上是可以跳過不看的內容

分析

內部實現

• String：

  String類使用字串陣列儲存字串，因為使用final修飾符，所以可知道String物件是不可變的。所謂的不可變其實是指每次修改都不是在原字元上修改，而是新建了一個新的字元陣列，而且如果這個物件沒有被引用，那這個物件就是沒有用的。

• StringBuffer：

  繼承了AbstractStringBuilder，而且和String不一樣的是
  String使用的是陣列宣告為 private final char value[];
  StringBuffer的宣告是 private transient char[] toStringCache;
  transient ：臨時的
  當StringBuffer進行修改時，（比如說刪除、更新字元）是在原來的例項物件進行修改的。但是如果是拼接操作時，分成兩種情況，1、空間足夠，直接拼接；2、空間不夠，新建了一個字串陣列，再搬家過去。

• StringBuilder：

  StringBuffer和StringBuffer都是繼承了AbstractStringBuilder，區別只是方法簽名上是否有synchronized。因此，StringBuffer是執行緒安全的，而StringBuilder是執行緒不安全的。
  
  HashTable是執行緒安全的，很多方法都是synchronized方法，而HashMap不是執行緒安全的，但其在單執行緒程式中的效能比HashTable要高。StringBuffer和StringBuilder類的區別也是如此，他們的原理和操作基本相同，區別在於StringBufferd支援併發操作，線性安全的，適 合多執行緒中使用。StringBuilder不支援併發操作，線性不安全的，不適合多執行緒中使用。新引入的StringBuilder類不是執行緒安全的，但其在單執行緒中的效能比StringBuffer高。

執行速度（StringBuilder>StringBuffer>String）

• String 每次都要新增臨時字串，開銷大，很慢（GC工作壓力大）
• StringBuffer 建立執行緒安全容器，開銷大，中等
• StringBuilder 單執行緒推薦使用，執行緒不安全，快
  感覺直接這樣說，你還是不相信，還是覺得使用String多好啊，敲起來還短，所以我就提供了一段程式碼，這段程式碼不是我原創的，但是寫的很好，我就借來修改了一下，程式碼如下

package javaTest;


/**
 *@author CHEN
 *@time 2016年4月15日
 *@about 測試String StringBuffer StringBuilder的效能 
 */
public class StringBuilderTester {
    private static final String base = " base string. ";
    private static final int count = 200000;

    public static void stringTest() {
        long begin, end;
        begin = System.currentTimeMillis();
        String test = new String(base);
        for (int i = 0; i < count ; i++) {
            test = test + " add ";
        }
        end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println((end - begin)
                + " millis has elapsed when used String. ");
    }

    public static void stringBufferTest() {
        long begin, end;
        begin = System.currentTimeMillis();
        StringBuffer test = new StringBuffer(base);
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            test = test.append(" add ");
        }
        end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println((end - begin)
                + " millis has elapsed when used StringBuffer. ");
    }

    public static void stringBuilderTest() {
        long begin, end;
        begin = System.currentTimeMillis();
        StringBuilder test = new StringBuilder(base);
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            test = test.append(" add ");
        }
        end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println((end - begin)
                + " millis has elapsed when used StringBuilder. ");
    }


    public static void main(String[] args) {
        stringTest();
        stringBufferTest();
        stringBuilderTest();
    }
}

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執行結果：

113730 millis has elapsed when used String.
13 millis has elapsed when used StringBuffer.
9 millis has elapsed when used StringBuilder.

建議在使用的時候，把count的值乘以10，但stringTest中count縮小100倍，有利於比較StringBuffer和StringBuilder。

執行緒安全

• String ：String是不可變的，所以也就是執行緒安全的
• StringBuffer：執行緒安全，
• StringBuilder：執行緒不安全

package hello;

/**
 * @about 對StringBuffer StringBuilder String的執行緒測試
 * @author CHEN
 * @time 2016年4月15日
 */
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuffer sbf = new StringBuffer();
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        String s=new String();
        //10個執行緒
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(new TestThread(sbf, sb, s)).start();
        }
    }
}

class TestThread implements Runnable {
    StringBuffer sbf;
    StringBuilder sb;
    String s;

    TestThread(StringBuffer sbf, StringBuilder sb,String s) {
        this.sb = sb;
        this.sbf = sbf;
        this.s=s;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            sb.append("1");
            sbf.append("1");
            s+="1";
            System.out.println(sb.length() + "/" + sbf.length()+"/"+s.length());
        }
    }
}

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執行的結果是：

sb很少次能達到1000次
sbf基本都達到1000次
而s 則是100次

後言

• 如果閱讀String的“+”的位元組碼，其實你就會發現，在底層，系統自動呼叫了StringBilder。
  例如下面的程式碼

public class Buffer {
     public static void main(String[] args) {
        String s1 = "aaaaa";
        String s2 = "bbbbb";
        String r = null;
        int i = 3694;
        r = s1 + i + s2; 

        for(int j=0;i<10;j++){
            r+="23124";
        }
     }
}

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JVM將會翻譯成

偷偷的呼叫了StringBuilder，為什麼呢？當然是因為快啊。但是別以為JVM幫你做了這部分工作，你就可以濫用String了。String轉成StringBuilder每次都會建立很多的物件的，所以呢，作為一個好的碼農，第一件事就是為JVM多考慮。

總結

就這樣我們認識了String、StringBuffer、StringBuilder三兄弟。
大哥String，雖說頑固不變，但是通用性好，用途廣泛，佔用記憶體小，大眾都喜歡使用它。可是呢，其實大哥String的工作經常是交給小弟StringBuilder做的。
二哥StringBuffer，比大哥通達，改變的時候就會改變。可是，別人讓他辦事，他每次就答應辦一件，每次一件，所以比較可靠安全。
小弟StringBuilder，比較活潑，有時候同時辦好幾件事，就把事給辦壞了。可是呢，小弟他的工作效率是最快的。