字符串拼接性能大比拼：String vs StringBuffer vs StringBuilder 實測分析

字符串拼接性能大比拼：String vs StringBuffer vs StringBuilder 實測分析

字符串拼接是日常開發高頻操作，但 +、StringBuffer、StringBuilder 三者性能差異究竟有多大？本文通過實測數據揭示真相，並給出選型建議。

實測代碼與環境

public static void testStringJoin() {
    long beg = System.currentTimeMillis();
    String s = null;
    for (int i = 0; i < 100000; i++) {
        s += "ss"; // String + 拼接
    }
    System.out.println("String + 耗時：" + (System.currentTimeMillis() - beg) + "ms");

    beg = System.currentTimeMillis();
    StringBuffer sb = new StringBuffer();
    for (int i = 0; i < 100000; i++) {
        sb.append("ss");
    }
    System.out.println("StringBuffer 耗時：" + (System.currentTimeMillis() - beg) + "ms");

    beg = System.currentTimeMillis();
    StringBuilder sbuilder = new StringBuilder();
    for (int i = 0; i < 100000; i++) {
        sbuilder.append("ss");
    }
    System.out.println("StringBuilder 耗時：" + (System.currentTimeMillis() - beg) + "ms");
}

實測結果（兩輪平均）

深度原理解析

為什麼 String + 這麼慢？

String 是不可變對象。每次 s += "ss" 實際上是：

1. 創建新的 StringBuilder（或舊版 StringBuffer）
2. 調用 append() 拼接
3. 調用 toString() 生成新 String
4. 原 String 變為垃圾等待 GC

10 萬次循環 = 10 萬次對象創建 + 10 萬次字符數組複製 + GC 壓力，性能雪崩。

StringBuffer vs StringBuilder 差異

實測中 StringBuilder 比 StringBuffer 快約 30%-50%，符合預期。

特殊優化：常量折疊

// 編譯期優化：直接合併為 "This is only a simple test"
String str = "This is only a" + " simple" + " test"; 

// 變量拼接：無法優化，走 StringBuilder
String a = "This is only a";
String b = " simple";
String c = " test";
String str2 = a + b + c; // 運行時拼接

選型最佳實踐

1. 少量拼接、常量拼接：直接用 +，可讀性最好，編譯器優化
2. 單線程大量拼接：StringBuilder 首選，性能最優
3. 多線程共享拼接：StringBuffer 保證線程安全
4. 日誌框架：使用佔位符 log.info("user={}, age={}", name, age) 避免不必要拼接

擴展：預估容量優化

// 預估最終長度約 200 萬字符，避免擴容複製
StringBuilder sb = new StringBuilder(2_000_000);
for (int i = 0; i < 100000; i++) sb.append("ss");

預分配內部字符數組，進一步消除擴容開銷。

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