【面试干货】String、StringBuilder、StringBuffer 的区别

在Java中，String、StringBuilder和StringBuffer是用于处理字符串的常用类。虽然它们都表示字符串，但在使用方式和性能上存在一些重要的区别。

1、String

1、字符串常量： String类表示的是字符串常量，一旦创建后就不能被修改（不可变）。

2、内存使用： 由于String的不可变性，每次对String进行修改（如拼接）操作，实际上都会创建一个新的String对象，这可能会导致大量的临时对象被创建，从而影响性能。

3、线程安全： 由于String的不可变性，它是 线程安全 的。

下面是一个简单的示例，展示了字符串拼接时会创建不同的对象：

package com.example;

public class StringConcatenationExample {
    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "Hello";
        String str2 = "World";

        // 使用 + 进行字符串拼接
        String result = str1 + str2;

        // 输出原始字符串和拼接后的字符串
        System.out.println("str1: " + str1); // Hello
        System.out.println("str2: " + str2); // World
        System.out.println("result: " + result); // HelloWorld

        // 比较内存地址
        System.out.println("str1 == result: " + (str1 == result)); // false
        System.out.println("str2 == result: " + (str2 == result)); // false
    }
}

使用 StringBuilder 优化上面字符串拼接：

对于频繁的字符串拼接操作，建议使用 StringBuilder 或 StringBuffer 类，因为它们是可变的对象，支持高效地进行字符串拼接操作，不会创建大量临时对象。

以下是使用 StringBuilder 的示例：

public class StringBuilderExample {
    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "Hello";
        String str2 = "World";
        
        // 使用 StringBuilder 进行字符串拼接
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append(str1);
        sb.append(str2);
        
        // 获取拼接后的字符串
        String result = sb.toString();
        
        // 输出原始字符串和拼接后的字符串
        System.out.println("str1: " + str1); // Hello
        System.out.println("str2: " + str2); // World
        System.out.println("result: " + result); // HelloWorld
    }
}

使用 StringBuilder 来进行字符串拼接，这避免了创建大量临时对象，提高了性能。

2、StringBuffer

1、字符串变量： StringBuffer类表示的是字符串变量，其对象的内容是可以修改的（可变）。

2、内存使用： 使用StringBuffer进行字符串拼接时，不需要创建新的对象，而是在原有对象的基础上进行追加操作，从而提高了性能。

3、线程安全： StringBuffer是线程安全的，它内部的每一个方法都使用了synchronized关键字进行同步，因此可以在多线程环境下安全地使用。

示例：

public class StringBuilderExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个 StringBuilder 对象并初始化为 "Hello"
        StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello");

        // 使用 append 方法在原有对象上追加内容
        sb.append(" World");

        // 获取拼接后的字符串
        String result = sb.toString();

        // 输出拼接后的字符串
        System.out.println(result); // Hello World
    }
}

3、StringBuilder

1、字符串变量： 与StringBuffer类似，StringBuilder也表示字符串变量，其内容也是可以修改的（可变）。

2、内存使用： StringBuilder在内存使用上与StringBuffer相同，都是在原有对象上进行追加操作，从而提高了性能。

3、线程安全： 与StringBuffer不同，StringBuilder是线程非安全的。 因此，在多线程环境下使用StringBuilder可能会导致数据不一致或其他线程安全问题。但在单线程环境下，StringBuilder的性能通常优于StringBuffer。

示例：

public class StringBuilderExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个 StringBuilder 对象并初始化为 "Hello"
        StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello");

        // 使用 append 方法在原有对象上追加内容
        sb.append(" World");

        // 获取拼接后的字符串
        String result = sb.toString();

        // 输出拼接后的字符串
        System.out.println(result); // 输出: Hello World
    }
}

4、性能对比

1、StringBuilder的执行效率高于StringBuffer：由于StringBuffer是线程安全的，其内部方法使用了synchronized进行同步，这在一定程度上降低了其性能。而StringBuilder没有同步开销，因此在单线程环境下性能更高。

2、StringBuffer和StringBuilder的性能都高于String：由于String的不可变性，每次修改都会创建新的对象，而StringBuffer和StringBuilder都是在原有对象上进行修改，因此性能更高。

5、使用建议

1、对于大量字符串拼接操作：建议使用StringBuffer或StringBuilder，以提高性能。

2、多线程环境下： 如果需要在多线程环境下进行字符串拼接，建议使用StringBuffer；

3、在单线程环境下： 建议使用StringBuilder以提高性能。

3、对于简单的字符串操作： 如果字符串操作不复杂，且不需要频繁修改字符串内容，可以直接使用String。