面试题：Java字符串拼接在多线程环境下的应用及优化

Question

在多线程环境中，需要频繁进行字符串拼接操作。请对比String、StringBuffer和StringBuilder在这种场景下的线程安全性和性能表现。如果要求在保证线程安全的前提下达到最优性能，你会如何设计字符串拼接的方案，并说明理由。

Answer 1

线程安全性

• String：String类是不可变的，每次对String的操作都会生成新的String对象，不存在线程安全问题，因为其不可变特性使得多个线程操作不会相互影响。
• StringBuffer：StringBuffer是线程安全的，它的方法大多使用synchronized关键字修饰，以确保在多线程环境下数据的一致性。
• StringBuilder：StringBuilder是非线程安全的，它没有对方法进行同步处理，在多线程环境下同时操作可能会出现数据不一致问题。

性能表现

• String：由于每次操作都会生成新对象，频繁的字符串拼接操作会导致大量的内存开销，性能较差。
• StringBuffer：因为其方法是线程安全的，使用synchronized同步会带来性能损耗，在多线程环境下频繁拼接性能一般。
• StringBuilder：由于没有同步开销，在单线程或多线程各自独立操作时，性能优于StringBuffer，适合在单线程环境下频繁拼接操作。

设计方案

在保证线程安全的前提下达到最优性能，应使用StringBuffer进行字符串拼接。理由如下：虽然StringBuffer因为同步操作有一定性能损耗，但相比每次拼接都创建新对象的String，它仍然具有更好的性能表现。并且StringBuffer提供了线程安全的操作方法，能够满足多线程环境的需求，而StringBuilder虽然性能更高，但无法保证线程安全，不适合本题多线程环境的要求。