【Java基础】深入理解String、StringBuffer和StringBuilder的异同

一、结论：

String、StringBuffer和StringBuilder是Java中用于处理字符串的类，它们之间的区别主要体现在以下几个方面：

可变性：String类是不可变的，一旦创建就不能修改，每次对字符串的操作都会创建新的字符串对象。而StringBuffer和StringBuilder类是可变的，可以在原字符串的基础上进行插入、删除和修改等操作。

线程安全性：String类是线程安全的，因为它的不可变性使得多个线程不能同时修改同一个字符串对象。而StringBuffer类是线程安全的，所有方法都使用了synchronized关键字进行同步，可以在多线程环境下安全使用。而StringBuilder类是非线程安全的，没有进行同步处理，适用于单线程环境。

性能：由于String类的不可变性，每次对字符串进行修改操作都会创建新的字符串对象，会造成额外的内存开销。而StringBuffer和StringBuilder类支持原地修改字符串，避免了频繁创建对象的开销，因此在需要频繁进行字符串操作的场景下，StringBuffer和StringBuilder比String具有更好的性能。

一般来说，如果在单线程环境下进行字符串操作，且不需要频繁修改字符串内容，可以使用String类。如果在多线程环境下需要频繁修改字符串内容，并且要求线程安全，可以使用StringBuffer类。如果在单线程环境下需要频繁修改字符串内容，并且不要求线程安全，可以使用StringBuilder类以获得更好的性能。

以下将根据源码、对象创建多方面展示String、StringBuffer和StringBuilder的异同

	可变性	线程是否安全	性能
String	不可变	线程安全	最差，频繁修改String会创建大量垃圾对象
StringBuffer	可变	线程安全	效率适中，因为方法加了synchronized，性能不是很好，但是保证了线程安全
StringBuilder	可变	线程不安全	性能最好，但不保证线程安全

二、可变性

String（不可变）

String实例化的两种方式：

跟进String类看源码：

所以不管哪一种实例化的方式，所定义的字符串都会存在 value数组中，并且该字符数组被final关键字修饰，代表一旦赋值了，就不能修改了，也就代表了String类是不可变的

StringBuffer和StringBuilder（可变）

创建StringBuffer（或StringBuilder）对象，底层默认会创建一个长度为16的char数组

StringBuffer、StringBuilder和String类似，底层也是用一个数组来存储字符串的值，并且数组的默认长度为16，即一个空的StringBuffer对象数组长度为16。实例化一个StringBuffer对象即创建了一个大小为16个字符的字符串缓冲区。但是​当我们调用有参构造函数创建一个StringBuffer对象时，数组长度就不再是16了，而是根据当前对象的值来决定数组的长度，数组的长度为“当前对象的值的长+16”。所以一个 StringBuffer 创建完成之后，有16个字符的空间可以对其值进行修改。如果修改的值范围超出了16个字符，会先检查StringBuffer对象的原char数组的容量能不能装下新的字符串，如果装不下则会对 char 数组进行扩容。

那StringBuffer是怎样进行扩容的呢？
扩容的逻辑就是创建一个新的 char 数组，将现有容量扩大一倍再加上2，如果还是不够大则直接等于需要的容量大小。扩容完成之后，将原数组的内容复制到新数组，最后将指针指向新的 char 数组。
说明用StringBuffer和StringBuilder创建的字符串对象的长度是可以动态可变的

三、线程安全性

String（线程安全）

实际上，String类是不可变的，因此它是线程安全的。多个线程可以同时读取String对象的值，而无需担心数据的一致性问题。

由于String类的不可变性，每次对字符串进行修改操作都会创建新的字符串对象，这意味着在频繁修改字符串的情况下可能会产生大量的临时对象，从而导致内存消耗较大。但是这并不涉及到线程安全性的问题。

StringBuffer（线程安全）和StringBuilder（线程不安全）

StringBuffer线程安全最大的体现就是在所有的方法体上加上了synchronized关键字

所以是线程安全的
相反StringBuilder的方法体上没有synchronized关键字，所以他是线程不安全的

四、性能

String（性能差）

由于String类的不可变性，每次对字符串进行修改操作都会创建新的字符串对象，会造成额外的内存开销。

StringBuffer（针对多线程）和StringBuilder（针对单线程）

• StringBuffer和StringBuilder类支持原地修改字符串，避免了频繁创建对象的开销，因此在需要频繁进行字符串操作的场景下，StringBuffer和StringBuilder比String具有更好的性能。
• 并且StringBuffer几乎所有的方法都使用synchronized实现了同步，线程比较安全，在多线程系统中可以保证数据同步，但是效率比较低；而StringBuilder 没有实现同步，线程不安全，在多线程系统中不能使用 StringBuilder，但是效率比较高。
• 如果我们在实际开发过程中需要对字符串进行频繁的修改，不要使用String，否则会造成内存空间的浪费；当需要考虑线程安全的场景下使用 StringBuffer，如果不需要考虑线程安全，追求效率的场景下可以使用 StringBuilder。

详细请参考，总结的很详细到位深入理解String、StringBuffer和StringBuilder：