A hierarquia
As classes java.lang.StringBuffer
e java.lang.StringBuilder
possuem exatamente a mesma interface estendem java.lang.AbstractStringBuilder
, que possui dois atributos principais:
char value[];
int count;
Ali são armazenados os caracteres e o tamanho real do mesmo.
Sobre o Buffer
String
é um tipo que armazena um conjunto de caracteres. Ela é imutável, isto é, não pode ter o conteúdo modificado, assim como seu tamanho.
O problema com isso é que para criar novas Strings, por exemplo, através da concatenação de duas ou mais Strings, uma nova String como o tamanho total delas deve ser criada em memória. Se várias dessas operações forem executadas em sequência, a JVM precisará alocar novos blocos de memória e executar o Garbage Collector para desalocar o que não é usado a todo momento. Isso é muito "custoso" em termos de desempenho.
O StringBuffer
surge para resolver o problema. Um StringBuffer
nada mais é do que uma String com um Buffer, isto é, um espaço reservado para novos caracteres que pode ser modificado e torna desnecessário, até certo ponto, alocar mais memória a todo momento.
O buffer é simplesmente um vetor de caracteres maior do que o conteúdo real. Por exemplo, o buffer pode ter 1000 posições e a String real apenas 500. Isso é controlado pelo atributo count
. Neste exemplo, poderíamos adicionar ainda mais 500 caracteres sem degradar o desempenho do programa.
O tamanho inicial
Em muitas situações é importante definir o tamanho inicial do buffer com um tamanho médio do que se pretende usar.
Ao fazer new StringBuffer()
ou new StringBuilder()
, isto é, sem definir um tamanho inicial, estamos subutilizando a classe. A capacidade inicial do buffer é de apenas 16 caracteres.
Isso significa que, se adicionarmos mais de 16 caracteres, um novo buffer terá que ser alocado.
Aumentando o tamanho
Ao estourar a capacidade do buffer o próximo será criado com o dobro do tamanho. Veja o cálculo da nova capacidade do buffer no método expandCapacity
da classe AbstractStringBuilder
:
void expandCapacity(int minimumCapacity) {
int newCapacity = (value.length + 1) * 2;
if (newCapacity < 0) {
newCapacity = Integer.MAX_VALUE;
} else if (minimumCapacity > newCapacity) {
newCapacity = minimumCapacity;
}
value = Arrays.copyOf(value, newCapacity);
}
StringBuffer
ou StringBuilder
?
Esta é uma dúvida comum. Olhe o Javadoc (links estão no início da resposta) e note que ambas tem exatamente a mesma interface, isto é, os mesmos métodos e assinaturas de métodos.
Qual a diferença? Vamos analisar um método básico nas duas versões, o append(String)
.
A versão no StringBuilder
é:
public StringBuilder append(String str) {
super.append(str);
return this;
}
E a versão no StringBuffer
é:
public synchronized StringBuffer append(String str) {
super.append(str);
return this;
}
Notou a diferença? É o synchronized
!
Dizemos que a classe StringBuffer
é sincronizada, enquanto a classe StringBuilder
não é sincronizada.
Sincronizado vs. Não Sincronizado
Quais as vantagens e desvantagens em ser ou não sincronizado?
Quando uma classe é sincronizada, ela é mais própria para trabalhar em ambientes com várias threads, por exemplo, num servidor de aplicação que atende a vários usuários ao mesmo tempo. Imagine várias threads escrevendo um log em memória, por exemplo.
Nesse caso, somente uma thread por vez pode adicionar conteúdo ao StringBuffer
. O problema é que isso gera também bloqueios indesejados na execução, pois nem sempre estamos modificando a classe.
Se várias threads querem apenas ler alguma informação da classe, então a sincronização está atrasando eles sem motivo. Só para citar um exemplo, a classe StringBuffer
tem o método de busca indexOf
sincronizado.
Já quando uma classe não é sincronizada, ela não é adequada para ser usada concorrentemente por mais de uma thread, porém ela obtém o máximo de aproveitamento para ser modificada por uma única thread e também para ser usada no modo de leitura por várias threads.
Como regra geral, se o objeto será usado apenas no escopo de um método, não sendo compartilhado, opta-se sempre pelo StringBuilder
, que foi criado justamente com esse propósito.
Já se o objeto for compartilhado de alguma forma com outras classes e for possível que alguém o use em múltiplas threadas, o StringBuffer
é mais adequado.
Esse raciocínio de aplica a diversas outras classes da JVM. Veja por exemplo, as classes Hashtable (sincronizada), HashMap
(não sincronizada) e ConcurrentHashMap
(sincronizada apenas para alteração, mas não para leitura).
Por isso, é evidente a importância de conhecer bem as APIs da linguagem antes de sair usando sempre as mesmas soluções indiscriminadamente.
Para maiores detalhes, ver minha outra resposta aqui no SO.