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Java里String和StringBuilder有什么区别_Java字符串性能说明

P粉602998670

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发布时间:2026-01-08 13:15:10

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来源于php中文网

原创

String拼接变慢是因为其不可变性导致每次拼接都新建对象并复制内容,10万次循环产生大量临时对象加重GC压力;StringBuilder通过可变字符数组和预扩容机制提升性能,但需注意线程安全、初始容量及toString()的内存开销。

java里string和stringbuilder有什么区别_java字符串性能说明

String 为什么一拼接就变慢?

因为 String 是不可变的(immutable)——每次用 +concat() 拼接,JVM 都会新建一个 String 对象,把旧内容复制过去再加新内容。10 万次循环拼接,就可能产生 10 万个临时对象,GC 压力陡增,耗时爆炸。

  • 常见错误现象:str += "a" 在循环里用,性能比 StringBuilder.append("a") 慢几十倍甚至上百倍
  • 底层真相:编译器会把 str += "a" 自动转成 new StringBuilder(str).append("a").toString(),每次循环都 new 一次,纯属浪费
  • 适用场景:只读字符串、常量定义、方法参数传递(比如 log.info("user id: {}", userId) 中的字面量)

StringBuilder 是怎么把性能拉回来的?

StringBuilder 是可变的字符序列,内部用一个非 finalchar[](或 JDK 9+ 的 byte[])存数据,append() 直接往数组末尾写,扩容时才新建数组并复制——次数极少,开销可控。

  • 关键优势:单线程下无锁、无同步,比 StringBuffer 快约 10%–15%
  • 必须注意容量:默认初始容量是 16,如果拼接结果远超这个数(比如拼 10KB JSON),频繁扩容会触发多次数组复制;建议构造时预估长度:new StringBuilder(4096)
  • 别忘了 toString():它返回的是新 String 对象,不是引用原缓冲区,所以后续修改 StringBuilder 不会影响已生成的字符串

什么时候不该用 StringBuilder?

不是所有字符串操作都适合 StringBuilder。它解决的是「多次修改同一逻辑字符串」的问题,不是万能胶水。

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  • 拼接两个固定字符串?直接用 "a" + "b" —— 编译期就优化成常量,比运行时 new StringBuilder 更快
  • 需要线程安全?别硬上 StringBuilder,要么加外部锁(不推荐),要么换 StringBuffer(但得确认真有并发写入)
  • 只是做查找、截取、替换?Stringsubstring()replace()split() 已经足够高效,没必要先转成 StringBuilder 再操作

一个容易被忽略的坑:toString() 后的字符串不再共享底层数组

JDK 7u6 之后,String 的构造不再共享 char[](即废除了“字符串切片复用底层数组”的优化),所以 new StringBuilder("hello world").substring(0, 5).toString() 一定会拷贝一份新数组。这本身没问题,但如果你误以为 toString() 返回的是轻量引用,就可能在高频日志场景中无意放大内存压力。

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  • 验证方式:用 Unsafe 或 JOL 工具看对象内存布局,或观察 GC 日志中 char[] 实例数突增
  • 对策:若需大量短生命周期字符串,且内容高度重复(如固定前缀+递增ID),考虑用 String.intern(),但注意字符串常量池在 JDK 7+ 后移到堆中,滥用仍可能导致 OOM
真正卡住性能的,往往不是“该用哪个类”,而是没想清楚「这个字符串到底要被改几次」「谁在读、谁在写」「生命周期有多长」。多看一眼 StringBuilder 的构造参数和 toString() 的语义,比背熟三者区别更管用。

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