Java 字串三大類深度解析：String vs StringBuffer vs StringBuilder

核心差異速覽

底層機制深度剖析

String 不可變的代價

每次拼接 s += "x" 實際產生：新 StringBuilder → append → toString() → 新 String。循環 1 萬次約產生 4 萬對象，觸發頻繁 GC，效能指數級下降。

JVM 編譯期優化

// 編譯期常量折疊
String s1 = "a" + "b" + "c"; // 直接變為 "abc"，零開銷

// 變量拼接無法優化
String a = "a", b = "b", c = "c";
String s2 = a + b + c; // 運行期仍建立 StringBuilder

StringBuffer vs StringBuilder

兩者繼承自 AbstractStringBuilder，方法幾乎相同。StringBuffer 所有公共方法加 synchronized，單線程下每次操作需獲取/釋放鎖，效能損耗約 10-15%。

實測數據（10 萬次拼接）

String      : ~980 ms
StringBuffer: ~2 ms
StringBuilder: ~1 ms

最佳實踐策略

1. 原則：大量拼接用 StringBuilder（單線程）或 StringBuffer（多線程）。
2. 避免：循環中使用 + 拼接 String。
3. 預設容量：new StringBuilder(1024) 減少擴容複製。
4. 方法內部：優先 StringBuilder，用完即棄，無線程洩漏風險。
5. 全局/共享：必須用 StringBuffer 或額外同步機制。
6. 不確定環境：寧用 StringBuffer，除非確定為瓶頸且單線程。