String、StringBuilder 和 StringBuffer 的区别？

2026年01月16日

面试考察点

面试官提出这个问题，主要想考察以下几个层面的理解：

对字符串核心特性的理解：面试官不仅想知道它们 “可变或不可变” 的结论，更想考察你是否理解 “不可变对象” 的设计意图、内存影响（如字符串常量池）及其带来的线程安全性。
对线程安全概念的掌握及应用能力：能否清晰阐述三者线程安全性的差异，并理解其实现原理（如 StringBuffer 的 synchronized 关键字），以及这对性能产生的具体影响。
性能分析与场景选型能力：是否能结合实际开发场景（例如循环拼接字符串、高并发字符串处理），分析三者性能差异的根源，并给出合理的选择依据和最佳实践。
API 熟悉程度：虽然问题聚焦区别，但了解它们的主要 API（如 append， toString）及设计模式（如 Builder 模式）也是加分项。

核心答案

最核心的区别在于 可变性 与 线程安全性。

String：不可变字符序列。任何修改操作都会生成新的 String 对象。由于其不可变性，它是线程安全的。
StringBuilder（JDK 5+引入）：可变字符序列。提供高效的字符串修改操作。非线程安全，但在单线程环境下性能最高。
StringBuffer：可变字符序列。功能与 StringBuilder 类似，但关键方法是 synchronized 修饰的，因此是线程安全的，但同步会带来额外的性能开销。

简单来说：需要字符串常量或少量操作时用 String；在单线程环境下进行大量字符串拼接或修改时，优先使用 StringBuilder；必须在多线程环境下进行字符串修改时，才使用 StringBuffer。

深度解析

原理/机制

String 的不可变性：String 类内部使用 final char[]（JDK 9 后为 final byte[]）存储数据。final 使得该引用不可指向新数组，且类没有暴露任何修改此数组内容的方法。这种设计带来了诸多好处：
- 安全性：作为参数传递时，不用担心被意外修改（如用作 HashMap 的 key）。
- 缓存 HashCode：String 的 hashCode() 方法会缓存第一次计算的结果，因为值永不变，这提升了像 HashMap 这类集合的性能。
- 实现字符串常量池：JVM 可以池化相同的字符串字面量，节省内存。
StringBuilder 与 StringBuffer 的可变性：两者都继承自 AbstractStringBuilder，内部维护一个可变的字符数组 char[] value。进行 append 或 insert 等操作时，直接修改该数组的内容，仅在数组容量不足时进行扩容（通常是翻倍），避免了 String 每次修改都创建新对象的开销。
线程安全实现：StringBuffer 通过在几乎所有公开方法上添加 synchronized 关键字来实现线程安全。而 StringBuilder 则没有此修饰，因此在多线程并发修改时，可能导致数据不一致。

代码示例

// 1. String 的“修改”代价：产生大量中间对象
String str = “Hello”;
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
    // 每次循环都会 new 一个新的 String 对象，效率低下
    str = str + “World”; 
}

// 2. StringBuilder 的高效操作（单线程场景）
StringBuilder sb = new StringBuilder(“Hello”);
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
    // 始终在同一个 StringBuilder 对象内操作
    sb.append(“World”); 
}
String result = sb.toString(); // 只在最后生成一个 String 对象

// 3. StringBuffer 的线程安全操作（多线程场景，但现代开发有更好选择）
StringBuffer sbf = new StringBuffer();
// 多个线程可以安全地调用 sbf.append(...)，但会因锁竞争影响性能

对比分析与最佳实践

特性	String	StringBuilder	StringBuffer
可变性	不可变	可变	可变
线程安全	是（天然）	否	是（synchronized 实现）
性能	修改操作最差（大量对象创建）	单线程下最高	低于 StringBuilder（有锁开销）
适用场景	字符串常量、少量操作、作为哈希键	单线程下大量字符串操作	多线程下大量字符串操作（已较少使用）

最佳实践与误区：

无脑使用 StringBuilder：在单线程、明确需要频繁修改字符串的场景（如循环体内拼接、动态生成 SQL/JSON 字符串），应优先使用 StringBuilder。
不要用 + 号在循环中拼接字符串：这是最常见的性能陷阱，应使用 StringBuilder 替代。
StringBuffer 的现代替代品：由于 synchronized 是粗粒度锁，在高并发下性能不佳。现代 Java 并发编程中，若需线程安全的字符串拼接，更推荐使用 ThreadLocal 为每个线程分配一个 StringBuilder，或使用无锁类如 java.util.concurrent 包下的工具，而非直接使用 StringBuffer。
局部变量原则：StringBuilder 通常应作为方法内的局部变量使用。由于其非线程安全，将其作为共享的成员变量是危险的。

总结

理解 String（不可变、安全）、StringBuilder（可变、高效、非线程安全）和 StringBuffer（可变、线程安全、性能有损耗）的核心区别，关键在于结合 可变性、线程安全和性能 这三个维度，并根据实际的开发场景做出最合理的选择。在当代 Java 开发中，StringBuilder 已成为字符串构建的首选工具。

发布于2026年01月16日|12:45:44