Java中StringBuilder和StringBuffer的区别是什么

# Java中StringBuilder和StringBuffer的区别是什么

在Java编程中，字符串操作是最常见的任务之一。由于`String`类的不可变性，频繁修改字符串会导致大量临时对象的创建，影响性能。为此，Java提供了`StringBuilder`和`StringBuffer`两个可变字符串类。本文将详细解析它们的核心区别、使用场景及底层实现。

## 一、线程安全性：最核心的区别

### 1. StringBuffer：线程安全
`StringBuffer`通过**同步方法（synchronized）**保证线程安全：
```java
public synchronized StringBuffer append(String str) {
    toStringCache = null;
    super.append(str);
    return this;
}

所有修改字符串的方法都加了synchronized关键字，适合多线程环境，但会带来约5-10%的性能损耗。

2. StringBuilder：非线程安全

StringBuilder的方法没有同步控制：

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

在单线程环境下性能更高，但多线程并发修改会导致数据不一致。

二、性能对比

通过基准测试（JMH）比较相同操作的耗时：

注意：实际性能差异取决于JVM版本和硬件环境

三、使用场景选择

推荐使用StringBuilder的情况：

1. 方法内的局部字符串操作（局部变量线程安全）
2. 单线程环境下的字符串处理
3. 性能敏感的场景（如循环体内拼接）

推荐使用StringBuffer的情况：

1. 多线程共享的字符串变量
2. 静态工具类中的字符串处理
3. Web应用的全局字符串缓存

四、API兼容性

两者都继承自AbstractStringBuilder，提供完全相同的API：

// 共同方法示例
public StringBuilder append(Object obj)
public StringBuilder reverse()
public StringBuilder delete(int start, int end)

五、底层实现原理

共享的存储结构

// AbstractStringBuilder内部
char[] value;  // 字符数组存储
int count;     // 实际字符数

扩容机制（默认容量16）：

void expandCapacity(int minimumCapacity) {
    int newCapacity = value.length * 2 + 2;
    if (newCapacity < minimumCapacity) {
        newCapacity = minimumCapacity;
    }
    value = Arrays.copyOf(value, newCapacity);
}

六、特殊场景分析

1. 字符串拼接的编译器优化

String s = "a" + "b" + "c";
// 编译后等价于：
String s = new StringBuilder().append("a").append("b").append("c").toString();

2. 线程安全的替代方案

// Java 8+ 的替代方案
StringBuffer sb = new StringBuffer();
String result = Collections.synchronizedList(new ArrayList<String>())
    .parallelStream()
    .collect(Collectors.joining());

七、历史版本变化

最佳实践建议

1. 优先选择StringBuilder（据统计90%场景不需要线程安全）
2. 预估初始容量避免频繁扩容：

   
   new StringBuilder(1024);  // 预设容量
   

3. 多线程场景考虑：

   
   // 方案1：使用StringBuffer
   // 方案2：使用ThreadLocal<StringBuilder>
   

总结对比表

根据Oracle官方文档建议：在不需要线程安全时，应该优先使用StringBuilder，这能使程序获得更好的性能表现。 “`