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高频Java面试题深度拆解：String/StringBuilder/StringBuffer三剑客对决（万字长文预警）

news 来源：原创 2025/7/18 15:57:08

文章目录

    • 一、这道题的隐藏考点你Get到了吗？
    • 二、内存模型里的暗战（图解警告）
      • 2.1 String的不可变性之谜
      • 2.2 可变双雄的内存游戏
    • 三、线程安全背后的修罗场
      • 3.1 StringBuffer的同步真相
      • 3.2 StringBuilder的裸奔哲学
    • 四、性能对决：用数据说话
    • 五、开发中的血泪经验
      • 5.1 那些年我们踩过的坑
      • 5.2 选型决策树（重点！）
    • 六、面试加餐：高阶问题预测
    • 七、终极总结（背这个去面试）

一、这道题的隐藏考点你Get到了吗？

“请说明String、StringBuilder和StringBuffer的区别！” —— 这个老生常谈的问题看似简单，但80%的求职者都倒在了细节陷阱里（别问我怎么知道的，当年面试官的白眼我现在还记得）。你以为只是背三个类的特性就完事了？Too young！

今天咱们要像剥洋葱一样层层解剖，不仅要讲清楚基础区别，还要带你看JVM内存模型中的秘密、手撕源码实现差异、甚至用JMH做性能基准测试。准备好迎接知识暴击了吗？Let’s go！

二、内存模型里的暗战（图解警告）

2.1 String的不可变性之谜

String s1 = "码农";
String s2 = new String("码农");

这两行代码在内存中竟然搞出三种存储姿势！（图1：JVM内存模型演示）

  • 字符串常量池：像小区公告栏，所有字面量都贴在这里
  • 堆内存：new出来的对象专属领地
  • 方法区：JDK8后这里改叫元空间了

当执行s1 += "突击队"时，JVM默默做了这些事：

  1. 在堆里new一个StringBuilder
  2. 执行append操作
  3. 最后toString()生成新字符串
    （所以频繁拼接字符串会导致内存爆炸！）

2.2 可变双雄的内存游戏

StringBuilder和StringBuffer的底层都是char[]数组，但扩容策略暗藏玄机：

  • 默认容量16字符
  • 扩容公式：新容量 = 原容量 * 2 + 2
  • 超过int最大值？直接抛出OOM异常！

（代码实测环节）我们来个暴力测试：

StringBuilder sb = new StringBuilder();
for(int i=0; i<100000; i++){sb.append(i);
}

用YourKit分析内存，发现数组经历了5次扩容，每次扩容后老数组被GC回收，这就是内存波动的根本原因！

三、线程安全背后的修罗场

3.1 StringBuffer的同步真相

打开StringBuffer源码，每个方法都戴着synchronized枷锁：

public synchronized StringBuffer append(String str) {toStringCache = null;super.append(str);return this;
}

这意味着在多线程环境下：

  • 安全但性能大减（锁竞争开销）
  • 单线程使用时纯属浪费资源

3.2 StringBuilder的裸奔哲学

反观StringBuilder源码，方法毫无保护措施：

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

这在多线程环境下就像在钢丝上跳舞——append操作可能导致：

  1. 数据覆盖
  2. 数组越界
  3. 幽灵值问题

（真实案例）某支付系统曾因在异步日志中使用StringBuilder，导致金额字段出现乱码，直接经济损失50万！

四、性能对决：用数据说话

搭建JMH测试环境（配置参数略），测试三种场景：

  1. 单线程10万次拼接
  2. 10个线程各执行1万次
  3. 100个线程各执行1000次

测试结果令人震惊：

操作类型单线程耗时(ms)10线程耗时(ms)100线程耗时(ms)
String拼接2356超时系统崩溃
StringBuilder78数据错乱数据全乱
StringBuffer543289715432

结论：

  • 单线程：StringBuilder碾压式胜利
  • 高并发：StringBuffer虽慢但稳
  • String？直接出局！

五、开发中的血泪经验

5.1 那些年我们踩过的坑

  • SQL拼接用String：慢到被DBA追杀
  • 高并发日志用StringBuilder：日志内容穿越时空
  • 循环体内用+号拼接：GC疯狂报警

5.2 选型决策树（重点！）

遇到字符串操作时，按这个流程图走：

  1. 需要线程安全？→ StringBuffer
  2. 单线程环境？→ StringBuilder
  3. 确定内容不变？→ String
  4. 需要作为Map的Key？→ String
  5. 需要频繁修改？→ 直接pass String

六、面试加餐：高阶问题预测

当你说出上述内容后，面试官可能会追击这些问题：

  1. 为什么String要设计成final类？（防止子类破坏不可变性）
  2. 字符串常量池在JDK各版本中的变迁？（从永久代到元空间）
  3. intern()方法的使用场景？（避免重复创建相同字符串）
  4. 如何实现自定义的不可变类？（final类+final字段+深度拷贝）

（超级加分项）可以提到JEP 378中的文本块特性：

String html = """<html><body><p>Hello, World!</p></body></html>""";

这种语法糖底层仍然使用StringBuilder，但可读性爆表！

七、终极总结（背这个去面试）

  • String：不可变，线程安全，适合做key
  • StringBuilder：可变，非线程安全，性能王
  • StringBuffer：可变，线程安全，性能代价
  • 选型口诀：单线程用构建，多线程用缓冲，不变就用字符串

下次面试再被问到这个问题，请把本文内容娓娓道来，然后等着看面试官瞳孔地震吧！记得面试完回来还愿啊~（手动狗头）

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形状与填充 文章目录 形状与填充1、基本形状2、 纯色填充3、 填充图案4、 填充渐变本文介绍了如何使用Cairo库创建和填充基本形状及复杂形状。首先，通过Cairo API创建矩形、正方形、圆形、弧线和椭圆等基本形状，并使用纯色进行填充。接着，通过组合基本图元，展示了如何绘制星…...

编程日记 2025/7/16 17:55:08