面试题：Java中String性能优化之拼接操作

性能差异：
- 使用 + 号：
  - 在编译期，Java编译器会将多个字符串常量的“+”拼接优化为一个常量。例如String s = "a" + "b";，编译后等同于String s = "ab";。
  - 但如果有变量参与拼接，每次使用“+”号都会创建一个新的String对象。因为String是不可变的，每次拼接都会生成新的字符串实例，性能较差。例如：

String result = "";
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
    result = result + i;
}

 - 这里每次循环都会创建新的`String`对象，随着循环次数增加，性能开销显著增大。

使用StringBuilder的append方法：
- StringBuilder是可变的字符序列，append方法在原有的字符序列上进行操作，不会每次都创建新的对象。
- 它是非线程安全的，在单线程环境下性能较高。例如：

StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
    sb.append(i);
}
String result = sb.toString();

 - 这种方式在循环拼接字符串时，性能远远优于使用“+”号，因为避免了大量中间`String`对象的创建。

使用StringBuffer的append方法：
- StringBuffer同样是可变的字符序列，append方法也是在原有的字符序列上操作。
- 它是线程安全的，因为其方法都被synchronized关键字修饰。但在多线程环境下，同步操作会带来一定的性能开销。例如：

StringBuffer sb = new StringBuffer();
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
    sb.append(i);
}
String result = sb.toString();

 - 在单线程环境下，其性能略低于`StringBuilder`，因为多了同步的开销。

2. 场景选择：

单线程环境：
- 如果只是简单的少量字符串拼接，使用“+”号可读性较好，性能也不会有太大问题。例如String s = "Hello" + " " + "World";
- 但如果是在循环中进行大量字符串拼接，优先选择StringBuilder，因为其性能优势明显，能避免创建大量中间对象，提高程序执行效率。
多线程环境：
- 必须使用StringBuffer，因为它的线程安全性可以保证在多线程并发操作时，字符串拼接的正确性。虽然性能比StringBuilder略低，但能确保数据一致性。例如在多线程的日志记录模块中，多个线程可能同时进行字符串拼接操作，此时使用StringBuffer能避免数据竞争问题。

知识考点