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Java面试之String、StringBuilder与StringBuffer

月夜之吻

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发布时间:2026-02-08 08:30:49

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来源于php中文网

原创

String不可变因其value字段为final数组且修改方法均返回新对象;new String("abc")在常量池无"abc"时创建2个对象,否则1个。

java面试之string、stringbuilder与stringbuffer

String 为什么不可变?这和面试常问的“new String(“abc”) 创建几个对象”直接相关

String 不可变,是因为其内部 value 字段被声明为 final char[](Java 9+ 是 final byte[]),且所有修改方法(如 substringconcat)都返回新对象,不改变原实例。这不是语法限制,而是设计契约。

关于 new String("abc"):如果字符串常量池中尚无 "abc",则先在池中创建一个,再在堆中新建一个对象,共 2 个;若池中已有,则只在堆中新建 1 个。关键看 intern() 是否已触发过该字面量。

  • 常量池中的 "abc" 来自编译期字面量,不是 new 出来的
  • == 比较的是引用,所以 new String("abc") == "abc" 一定为 false
  • String s = "abc" 不会触发堆对象分配,只查池、复用或入池

StringBuilder 和 StringBuffer 的线程安全差异到底体现在哪一行代码上?

差异只在方法是否加 synchronized。翻 JDK 源码可见:StringBufferappendinsertdelete 等方法都带 synchronized 修饰符;而 StringBuilder 对应方法完全没加——仅此而已。

这意味着:单线程下 StringBuilder 更快(无锁开销);多线程共享同一个 StringBuffer 实例时,能保证操作原子性;但若多个线程各自持有独立的 StringBuilder 实例,根本不需要同步,也不存在线程安全问题。

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  • 别误以为 StringBuffer “更可靠”,它只是为共享可变状态提供基础保障
  • 现代开发中,更推荐用局部变量 + StringBuilder,而非传递可变容器供多线程修改
  • StringBuffer 的同步粒度是整个方法,不是按字符或 buffer 段,存在性能瓶颈

拼接字符串时,用 +、StringBuilder 还是 String.concat()?性能和语义怎么选?

编译器会对字面量拼接自动优化:"a" + "b" + "c" 在编译期就变成 "abc";但含变量时(如 "a" + s + "c"),JDK 8+ 默认在编译期改写为 new StringBuilder().append("a").append(s).append("c").toString() —— 所以日常用 + 并无大碍。

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真正要注意的是循环内拼接:

for (int i = 0; i < 1000; i++) {
    result += str; // 每次都新建 StringBuilder → toString() → 弃旧对象,O(n²) 时间
}

应改为显式复用:

StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
    sb.append(str);
}
String result = sb.toString(); // O(n)
  • String.concat() 仅适合两个字符串拼接,底层是数组复制,比 +StringBuilder 多一次数组分配
  • 初始化 StringBuilder 时建议指定容量(如 new StringBuilder(1024)),避免多次扩容复制
  • String.join() 更适合拼接集合,语义清晰且内部也用 StringBuilder

String.intern() 的行为在 JDK 7/8 和 JDK 9+ 有什么实质性变化?

JDK 7 起,字符串常量池从永久代移到堆内存,intern() 行为发生关键变化:如果池中没有该字符串,不再复制一份进池,而是将堆中首次出现的该字符串实例的引用存入池中(前提是该字符串由 new String(...) 创建)。

也就是说,JDK 7+ 中以下代码在某些条件下可使 == 成立:

String s1 = new String("hello");
String s2 = s1.intern();
String s3 = "hello";
System.out.println(s2 == s3); // true

但注意:这个效果依赖于 "hello" 字面量是否已在池中。若 "hello" 尚未加载(比如通过反射动态生成),则 intern() 会把 s1 的引用放入池,此时 s2 == s1 也为 true

  • JDK 9+ 使用 byte[] 存储字符串,intern() 内部逻辑更复杂,但对外行为保持一致
  • intern() 是本地方法,调用有开销,不要盲目用于去重,优先考虑 Set
  • 很多面试题故意省略类加载顺序或运行上下文,导致答案不唯一——得看具体执行时机
实际写代码时,最易忽略的是:String 不可变 ≠ 安全,因为其内部 char[](或 byte[])仍可能被反射篡改;而 StringBuilder 的线程不安全性,往往不是因为“用了它就会出错”,而是因为开发者误把它当成了线程安全的容器去跨线程共享。

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