Java 字串處理核心：String、StringBuffer、StringBuilder 差異、效能與選型指南

Java 字串處理核心：String、StringBuffer、StringBuilder 差異、效能與選型指南

字串操作是 Java 開發高頻場景，理解三者機制差異能避免效能陷阱。本文從不可變性、執行緒安全、效能基準三個維度深度對比。

核心特性對比

底層機制解析

• String： 底層 final char[] value（JDK 9+ 改為 byte[] + coder）。任何修改（concat、replace、substring）都會建立新物件、複製陣列。
• StringBuffer/Builder： 共用 AbstractStringBuilder，內部維護可擴容 char[]/byte[]，append/insert/delete 直接操作陣列，擴容時按 2 倍+2 複製。

效能實測（百萬次 append）

// String: ~5000ms (極慢，產生大量臨時物件觸發 GC)
String s = "";
for (int i = 0; i < 1_000_000; i++) s += "a";

// StringBuffer: ~15ms (同步鎖開銷)
StringBuffer sb = new StringBuffer();
for (int i = 0; i < 1_000_000; i++) sb.append("a");

// StringBuilder: ~5ms (最快)
StringBuilder sbl = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 1_000_000; i++) sbl.append("a");

結論： StringBuilder > StringBuffer > String（頻繁修改場景）。

選型決策樹

1. 字串極少修改或作為鍵值/常量 → String
2. 單執行緒、大量拼接/修改 → StringBuilder（預設首選）
3. 多執行緒共享字串緩衝區 → StringBuffer（或 ThreadLocal 避免鎖）
4. 字串池優化：String.intern()、"literal" 自動入池。

常見誤區

JDK 9+ 緊湊字串

JDK 9 引入 Compact Strings：String 內部改為 byte[] + byte coder（LATIN1/UTF-16），純 ASCII 字串記憶體減半，StringBuilder/Buffer 同步更新。無需代碼變更即享受效能紅利。

選對工具，字串處理不再是效能黑洞。