Java基础05

public static void main(String[] aa) {
       long starttime=System.currentTimeMillis();
       String str="";
       for(int i=0;i<100;i++){
            str+="a";//原始字符串拼接方法①
       }
       StringBuilder str2=new StringBuilder();
       for(int i=0;i<100;i++){
            str2.append("a");//append()方法拼接的速度远远大于上面的原始拼接②
       }
        System.out.println(str);
        System.out.println(str2);
        long endtime=System.currentTimeMillis();
        long timeall=endtime-starttime;

        System.out.println("总计花费时间："+(timeall));
    }

【注：上述计算时间差应用的方法是currentTimeMillis()】

插入方法currentTimeMillis()的介绍

currentTimeMillis()是‌Java中的一个静态方法，属于System类；该方法返回自1970年1月1日午夜（协调世界时）以来经过的毫秒数（注意返回类型是long类型的）。

所以可以用于以下场景：

时间戳‌：currentTimeMillis()返回的时间戳常用于生成时间相关的数据，例如记录日志时间、生成时间戳等。
‌性能测试‌：通过在代码执行前后调用currentTimeMillis()，可以测量代码段的执行时间。例如，测量一段代码的执行时间，可以在代码执行前后分别调用currentTimeMillis()，然后计算两者之差。
‌线程控制‌：在多线程编程中，currentTimeMillis()可以用来控制线程的休眠时间，或者用于控制屏幕刷新的频率等。
‌生成唯一文件名‌：通过结合当前时间生成文件名，可以确保文件名的唯一性，避免重名。

基于上述时间戳的功能，在这段代码中，记录开始时间与结束时间求得时间差。

回归正传，上述代码的运行①和②时间差中，①String花费的时间远远超过②StringBuilder，接下来开始介绍其中的缘由。

二、详细介绍

1.String

String是Java中表示文本的类，它是不可变的，这意味着一旦创建了String对象，就不能更改它的内容。

2.StringBuilder

StringBuilder‌是一个可变的字符序列，提供了一系列方法来构建和修改字符串，而不需要创建新的字符串对象，从而提高了字符串操作的效率。在Java中，当需要在循环中构建字符串时，使用StringBuilder可以显著提高性能，因为它避免了在每次循环中创建新的字符串对象。（打破了String类型每次更改都需要申请新的空间的问题）

①StringBuilder与String的区别

‌性能‌：StringBuilder在单线程环境下比String更高效，因为它允许在原有字符串的基础上进行修改，避免了创建新的字符串对象。
‌线程安全‌：StringBuilder不是线程安全的，而String和StringBuffer是线程安全的。如果多个线程需要访问同一个StringBuilder对象，可能会导致数据不一致。

②StringBuilder的常用方法

‌append()‌：将指定的字符串添加到StringBuilder对象的末尾【引入中所用】。
‌insert()‌：在指定位置插入字符串。
‌delete()‌：删除指定位置的字符。
‌reverse()‌：反转StringBuilder中的字符序列。
‌capacity()‌：设置或获取StringBuilder的容量。

3.StringBuffer

StringBuffer是StringBuilder类的前身，是一个字符缓冲区，用于存储和操作字符串。与String类不同，StringBuffer的对象是可以扩充和修改的，它使用缓冲区来存储字符串数据‌。这意味着，当需要频繁修改字符串内容时，使用StringBuffer会更加高效。

StringBuffer通过使用缓冲区来存储字符串数据。与String类不同，StringBuffer的内容是可以改变的。在StringBuffer中，可以使用append()方法进行字符串的连接操作，这使得它非常适合用于需要频繁修改字符串内容的场景。

拓展（缓冲区）

Buffer:一般名字类里带Buffer的，就是缓冲区，速度和节省空间的能力都很优秀，并不局限于StringBuffer。

三、对比

1.⭐String，StringBuffer，StringBuilder三种有什么区别（概括）：⭐

StringBuffer，StringBuilder速度远远高于String；
StringBuilder多线程并发操作不安全和StringBuffer多线程并发操作下安全；
StringBuffer里面加了锁，速度稍微慢一点点；

详细介绍版本：

①不可变性‌：

‌String‌：String对象是不可变的，一旦创建就不能被修改。任何对字符串的操作都会生成一个新的String对象‌。
‌StringBuffer‌和‌StringBuilder‌：这两个类都是可变的，可以在原始字符串上进行修改，无需创建新的对象‌。

②线程安全性‌：

‌String‌：是线程安全的，因为它的方法在内部使用了同步机制，适用于多线程环境‌。
‌StringBuffer‌：也是线程安全的，适用于多线程环境‌。
‌StringBuilder‌：不是线程安全的，适用于单线程环境‌。

③‌性能‌：

‌String‌：由于每次操作都会生成新的对象，执行速度较慢，且内存使用效率较低‌。
‌StringBuffer‌：执行效率较慢，但线程安全‌。
‌StringBuilder‌：执行效率较高，但线程不安全‌。

④‌使用场景‌：

‌String‌：适用于少量的字符串操作或在单线程环境中使用。
‌StringBuffer‌：适用于多线程环境中的字符串操作，虽然效率较低，但保证了线程安全。
‌StringBuilder‌：适用于单线程环境中的大量字符串操作，因为其执行效率较高。

四、扩展

1.内存页⭐

CPU与内存交换数据太过频繁，但是同一时间只能通过如下一条线路进行交换，为了解决这种问题提高效率，引进了内存页。

‌内存页的大小由特性决定：内存页越大，读取的次数就越少，即读取速度就越快，同时内存页越大，浪费的空间就越多，为了中和读取速度和空间浪费这两种关系，最终选定4KB为一个内存页的存储空间。（每个内存页占据4KB）

为此，操作系统所能调度的最小分配单元是4KB。

每个内存页对外只有一个总地址，即如下箭头所指的开头位置（即：每个内存页只能属于一个变量，不能属于其他变量，唯独填入数组的情况下，一个内存页可以好几个同类型的变量使用，所以数组的使用可以节省内存）

即：如下

所以，int a=9;看似只需要32bit的内存，实际上会被分配4KB的内存。

2.⭐弱类型语言⭐

e.g Python,php,js等不区分数组类型，但是弱类型语言最终是要被转化成C语言的，因为C语言是区分类型的，转化过程中还是需要分类的，十分消耗内存页，消耗内存十分大。

5.有了以上概念，就可以接着分析String，由于String的不可变特性，导致每次操作都会去申请新的空间，对内存的消耗十分巨大。

改善方法：更改本地、缓冲区（Buffer）

标签：Java,String,05,StringBuffer,基础,线程,内存,StringBuilder,字符串
From： https://blog.csdn.net/m0_74977981/article/details/143457302

一、引入