（阿里巴巴开发手册）为什么阿里巴巴推荐内部员工使用StringBuilder？

今日我在阅读阿里巴巴开发手册泰山版，发现开发手册上有这么一条：【推荐】 循环体内，字符串的连接方式，使用 StringBuilder 的 append 方法进行扩展。

字符串的三种表示类型

String类型

String是不可变类型。 下面是jdk11里面String类的源码，String的成员变量有value和hash。value是一个引用，指向String封装的数组对象。value是被private final修饰的，并且没有提供setvalue等用于修改值的公共方法。所以String是不可变的。

public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
    /** The value is used for character storage. */
    private final char value[];

    /** Cache the hash code for the string */
    private int hash; // Default to 0
    }

每次对String的操作，一旦修改String对象，都会生成新的String对象。下面是String类中的replace()函数，每次修改String函数会调用，并return new String(buf, true);。因此在循环体中，使用String进行连接不仅效率低下，而且造成内存资源浪费。

 /**
     * Returns a string resulting from replacing all occurrences of
     * {@code oldChar} in this string with {@code newChar}.
     *
     * @param   oldChar   the old character.
     * @param   newChar   the new character.
     * @return  a string derived from this string by replacing every
     *          occurrence of {@code oldChar} with {@code newChar}.
     */
    public String replace(char oldChar, char newChar) {
        if (oldChar != newChar) {
            int len = value.length;
            int i = -1;
            char[] val = value; /* avoid getfield opcode */

            while (++i < len) {
                if (val[i] == oldChar) {
                    break;
                }
            }
            if (i < len) {
                char buf[] = new char[len];
                for (int j = 0; j < i; j++) {
                    buf[j] = val[j];
                }
                while (i < len) {
                    char c = val[i];
                    buf[i] = (c == oldChar) ? newChar : c;
                    i++;
                }
                return new String(buf, true);//生成新的String对象
            }
        }
        return this;
    }

StringBuffer类型

StringBuffer类是线程安全的可变数据类型，继承于 AbstractStringBuilder类。

下面是jdk11里面StringBuffer类的源码。StringBuffer类具体实现了可变字符序列的操作比如append()、insert()、delete()、replace()、charAt()等。这些方法都被sychronized修饰，是线程安全的。

StringBuffer是线程安全的可变数据类型。StringBuffer类的对象能够被多次的修改，并且不产生新的未使用对象。对于不要求线程安全或者单线程的情况下，StringBuffer因为线程加锁导致性能损耗，所以在循环体中，使用StringBuffe效率低。

StringBuilder类型

StringBuilder是线程不安全的可变数据类型。与StringBuffer类一样，继承于 AbstractStringBuilder类。

下面是jdk11里面StringBuffer类的源码。StringBuffer类具体实现了可变字符序列的操作比如append()、insert()、delete()、replace()、charAt()等。与StringBuffer不同，这些方法没有加锁，不能降低性能，所以手册中建议使用StringBuilder。

String、StringBuilder和StringBuffer的性能测试

测试代码如下：

/**
 * <p>测试String、StringBuilder和StringBuffer的性能</p>
 *
 * @author : cxc
 * @date : 2020-06-22 01:56
 **/
public class Test {

  public static Runtime runtime = Runtime.getRuntime();

  public static void main(String[] args) {
    long maxMemory = runtime.maxMemory();
    System.out.println("最大内存： " + maxMemory/1024/1024 + "M");
    int [] times = {10000, 100000, 1000000, 10000000, 100000000, 1000000000};
    for (int i : times) {
      System.out.println("循环执行次数：" + i);
      StringTest(i);
      StringBuilderTest(i);
      StringBufferTest(i);
      System.out.println();
    }
  }
  private static void StringTest(int times){
    String sbd = "";
    long start = System.currentTimeMillis();
    while (sbd.length() < times) {
      sbd += "a";
    }
    System.out.println("String执行时间：" + (System.currentTimeMillis() - start)+"ms");
    System.out.println("String使用内存： " + (runtime.totalMemory() - runtime.freeMemory())/1024/1024 + "M");
  }

  private static void StringBuilderTest(int times){
    StringBuilder sbd = new StringBuilder();

    long start = System.currentTimeMillis();
    while (sbd.length() < times) {
      sbd.append("a");
    }
    System.out.println("StringBuilder执行时间：" + (System.currentTimeMillis() - start)+"ms");
    System.out.println("StringBuilder使用内存： " + (runtime.totalMemory() - runtime.freeMemory())/1024/1024 + "M");
  }

  private static void StringBufferTest(int times){
    StringBuffer sbf = new StringBuffer();

    long start = System.currentTimeMillis();
    while (sbf.length() < times) {
      sbf.append("a");
    }
    System.out.println("StringBuffer执行时间：" + (System.currentTimeMillis() - start)+"ms");
    System.out.println("StringBuffer使用内存： " + (runtime.totalMemory() - runtime.freeMemory())/1024/1024 + "M");
  }
}

执行结果如下：随着循环次数的增长，在循环体中StringBuilder的性能优势越来越明显。

参考链接：

https://blog.csdn.net/weixin_41101173/article/details/79677982