面试题：Java字符串拼接与性能优化

性能区别

+运算符：
- 在编译期，Java 编译器会将常量字符串的+操作优化为直接拼接。例如String s = "Hello" + "World";，编译后实际为String s = "HelloWorld";。
- 但如果其中有变量参与，每次+操作都会创建新的String对象。例如：

String a = "Hello";
String b = "World";
String result = a + b;

这里会先生成一个StringBuilder对象（Java 5.0 之后），调用其append方法拼接字符串，最后调用toString方法生成新的String对象。频繁使用+拼接变量字符串时，性能较差，因为会产生大量临时对象。 2. StringBuilder： - 非线程安全，适用于单线程环境。 - 它通过可变的字符数组来存储字符串内容，在拼接字符串时，直接修改内部的字符数组，不会频繁创建新的String对象。例如：

StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append("Hello");
sb.append("World");
String result = sb.toString();

- 性能较高，特别是在需要多次拼接字符串的场景下。

3. StringBuffer： - 线程安全，内部方法使用synchronized关键字修饰。 - 同样通过可变字符数组存储字符串，在拼接字符串时也不会频繁创建新的String对象。例如：

StringBuffer sb = new StringBuffer();
sb.append("Hello");
sb.append("World");
String result = sb.toString();

- 由于线程安全机制的存在，在单线程环境下性能略低于`StringBuilder`，因为同步操作会带来一定的性能开销。

适用场景区别

+运算符：
- 适用于少量字符串常量的拼接，或者简单的一次性拼接操作。例如在System.out.println("Hello" + " " + "World");中使用。
StringBuilder：
- 适用于单线程环境下，需要频繁拼接字符串的场景，如日志记录、SQL 语句拼接等。例如在构建一个复杂的 SQL 查询语句时：

StringBuilder sql = new StringBuilder("SELECT * FROM users WHERE ");
sql.append("age > 18 AND gender = 'male'");

StringBuffer：
- 适用于多线程环境下，需要拼接字符串的场景。比如多个线程可能同时操作同一个字符串拼接的情况。

高并发场景下的选择

在高并发场景下，应优先选择StringBuffer进行字符串拼接。因为StringBuilder是非线程安全的，在多线程环境下可能会出现数据不一致的问题，而StringBuffer通过synchronized保证了线程安全，虽然会有一定性能开销，但能确保高并发场景下的正确性。例如在一个多线程的日志记录系统中，不同线程可能同时向日志文件中追加字符串，使用StringBuffer可以避免数据混乱。

// 高并发场景下示例
class LogAppender implements Runnable {
    private static StringBuffer logBuffer = new StringBuffer();
    private String message;
    public LogAppender(String message) {
        this.message = message;
    }
    @Override
    public void run() {
        synchronized (logBuffer) {
            logBuffer.append(message).append("\n");
        }
    }
}

这里使用StringBuffer并通过synchronized块来确保多线程环境下日志字符串拼接的正确性。

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面试题：Java字符串拼接与性能优化

知识考点

面试题答案

性能区别

适用场景区别

高并发场景下的选择