String、StringBuilder与StringBuffer区别：运算速度与线程安全性全面解析

这三个类主要有两个方面的区别。其一在于运算速度，也就是运算性能或者执行效率。其二在于线程安全性。

通常情况下，运算速度的比较为：StringBuilder 的运算速度比 String 快，StringBuffer 的运算速度也比 String 快，且 StringBuilder 的运算速度比 StringBuffer 快。

String 是 final 类，这意味着它不能被继承。它是字符串常量。而 StringBuilder 和 StringBuffer 则均为字符串变量。String 对象创建后就不能更改了，而后两者是可以更改的。它们只能借助构造函数来创建对象，并且在对象创建之后，会在内存中分配内存空间，一开始会保存一个 null。可以通过 append 方法给 StringBuffer 和 StringBuilder 赋值。请看以下示例代码：

String str = "abc";
System.out.println(str);
str = str + "de";
System.out.println(str);

上述代码首先创建一个 String 对象 str，接着给 str 赋值为 abc。随后运行到第三行时，JVM 会创建一个新的 str 对象，将原来 str 的值与 de 相加后再赋值给新的 str。与此同时，第一个创建的 str 对象被 JVM 的垃圾回收机制（GC）回收掉。因此，str 实际上并未被更改，也就是说 String 对象一旦创建就不可更改。Java 中对 String 对象进行操作时，实际上是在不断创建新对象并且回收旧对象。所以在运行速度方面会比较慢。

StringBuilder 和 StringBuffer 的对象属于变量。对变量进行操作时，是直接对该对象进行更改。由于这种方式，不会进行反复的创建和回收。所以在运行速度方面比较快。

String str = "abc" + "de";
创建了一个 StringBuilder 对象，然后使用 append 方法依次添加了 "abc" 和 "de" 。
System.out.println(str);
System 把 stringBuilder 转换后的字符串进行输出显示。

上述代码中，String 的操作速度比 StringBuilder 快。这是因为在 JVM 看来，第 1 行的代码操作与下列代码完全相同，所以速度很快。

String str = "abcde";

以下这种代码写法形式速度会比较慢，因为 JVM 会持续不断地创建和回收对象来进行相关操作。

String str1 = "abc";
String str2 = "de";
String str = str1 + str2;

2. 线程安全性

StringBuilder（非线程安全）

StringBuilder 的方法没有特定关键字修饰，因此无法保证线程安全性。它是在 JDK1.5 中新增的，此类提供了与 StringBuffer 兼容的 API，但不能保证同步，所以在性能方面较高。该类被设计用作 StringBuffer 的简易替换，常用于字符串缓冲区被单个线程使用的情况（这种情况较为普遍）。如果可以的话，建议优先选用这类。因为在多数的实现里，它比 StringBuffer 速度更快。这两者的方法大致是相同的。

StringBuffer（线程安全的）

StringBuffer 中的大部分方法都被 synchronized 关键字修饰了。在需要的时候，可以对这些方法进行同步操作。这样一来，在任意特定的实例上，所有的操作就仿佛是以串行的顺序发生的。这个顺序与所涉及的每个线程进行的方法调用顺序是一致的。所以，StringBuffer 是线程安全的。它类似于 String 的字符串缓冲区，并且不能被修改。它在任意时间点上都包含某种特定的字符序列。通过某些方法调用能够改变该序列的长度和内容。StringBuffer 上的主要操作是 append 方法和 insert 方法。这些方法可被重载，以接受任意类型的数据。每个方法都能把给定的数据有效地转换成字符串，接着把该字符串的字符追加到字符串缓冲区里，或者把字符插入到字符串缓冲区中。append 方法总是把这些字符添加到缓冲区的末尾；而 insert 方法是在指定的点添加字符。

3. 总结

String：适用于少量的字符串操作。

StringBuilder 适用于在单线程环境下，对字符串缓冲区进行大量的操作。

StringBuffer 适用于在多线程环境下，对字符串缓冲区进行大量的操作。