概述

String、Stringbuffer、Stringbuiler 一直是 java 面试中较为热点的问题，一般作为一个开场问题。

那么这三者之间有什么区别，如何根据场景来选择使用，本文将基于三者的源码、性能、以及面试常问点来进行分析。

String、StringBuffer、StringBuiler 底层源码

String 类

首先看一下 String 类的类图，它实现了 CharSequence 接口，也就是说 String 是 CharSequence 类型.

它的底层是被 final 修饰的字符数组，意味着一旦 String 被定义之后就不能够改变。

在日常我们做字符串拼接时，其实是一个创建新对象和回收旧对象的过程。以下面代码为例：

String str = "a";
str += "b";

当定义字符串 str 时并将值“a”赋给它，当执行第二段代码时，即实现 str 拼接“b”时，此时 JAVA 虚拟机创建了一个新对象 str，将拼接成的字符串“ab”赋给新 str。

GC 同时会回收旧的 str 对象，所以 str 并没有被更改，而是直接生成的新对象。若大量字符串拼接，利用 String 类型将严重影响性能。

StringBuffer 类

StringBuffer 类继承自类 AbstractStringBuilder，AbstractStringBuilder 类封装了大量基础方法，包括数组扩容机制、拼接方法等。

StringBuffer 初始化时默认长度大小为 16，它的扩容方式是在旧的数据上乘以 2 并加 2 进行扩容。

StringBuffer 是线程安全的，可以查看其 append 方法（如下所示），由 synchronized 修饰，因此是线程安全的。

@Override
public synchronized StringBuffer append(Object obj) {
    toStringCache = null;
    super.append(String.valueOf(obj));
    return this;
}

@Override
public synchronized StringBuffer append(String str) {
    toStringCache = null;
    super.append(str);
    return this;
}

StringBuiler 类

StringBuilder 与 StringBuffer 类似，均继承于 AbstractStringBuilder，所以其初始空间和扩容机制均相同。区别在于它的 append 方法不是由 synchronized 修饰，因此不是线程安全的。

@Override
public StringBuilder append(Object obj) {
    return append(String.valueOf(obj));
}

@Override
public StringBuilder append(String str) {
    super.append(str);
    return this;
}

String、StringBuffer、StringBuilder 性能对比

测试代码如下

public class Test {

    private static final Integer time = 100000;

    public static void main(String[] args) {
        testString();
        testStringBuffer();
        testStringBuilder();
    }

    public static void testString() {
        String str = "";
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0;i < time; i++) {
            str += "a";
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("string:"+(end - start));
    }

    public static void testStringBuffer() {
        StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0;i < time; i++) {
            stringBuffer.append("a");
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("stringBuffer:"+(end - start));
    }

    public static void testStringBuilder() {
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0;i < time; i++) {
            stringBuilder.append("a");
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("stringBuilder:"+(end - start));
    }
}

 测试结果如下：

结论：在单线程运行过程中，同样执行 10 万次拼接字符串"a"，string 类型所耗费的时间远远大于 StringBuffer 和 StringBuilder。

面试常见问题举例

1.判断下面程序输出结果

String str1 = "helloworld";
String str2 = "hello" + "world";
System.out.println(str1 == str2); //true

2.判断下面程序输出结果

String str1 = "helloworld";
String str2 = "hello";
String str3 = str2+"world";
System.out.println(str1 == str3); //false

3.判断下面程序输出结果

String str1 = "helloworld";
final String str2 = "hello";
String str3 = str2+"world";
System.out.println(str1 == str3); //true

4.判断下面程序输出结果

public static void main(String[] args) {
    String str1 = "helloworld";
    final String str2 = returnStr();
    String str3 = str2 + "world";
    System.out.println(str1 == str3); //false
}

public static String returnStr() {
    return "hello";
}

5.判断下面程序输出结果

String str1 = "hello";
String str2 = new String("hello");
System.out.println(str1 == str2); //false

6.判断下面程序输出结果

String str1 = "hello";
String str2 = new String("hello");
System.out.println(str1 == str2.intern()); //true

小结

1.String 适用于字符串拼接较少、字符串变化较小的场合。

2.StringBuffer 适用于字符串连接操作比较频繁，且要求线程安全（多线程环境下操作）。

3.StringBuiler 适用于字符串连接操作比较频繁，且是单线程的情况。