在 Java 開發中，字符串處理是日常編碼中最頻繁的操作之一。String、StringBuilder 和 StringBuffer 這三個類雖然都用于操作字符串，但在性能、線程安全性和使用場景上存在顯著差異。

一. String：不可變的字符串

String 類是 Java 中最基礎的字符串類，其底層實現具有不可變性：

存儲結構：在 JDK 8 及之前，String 內部通過 private final char value[] 數組存儲字符；JDK 9 及以上改為 byte[] 數組（根據編碼自動選擇存儲方式，節省內存）。
不可變性：value 數組被 final 修飾，意味著一旦 String 對象創建，其內部的字符序列就無法被修改。任何看似 “修改” 的操作（如拼接、截取）都會創建新的 String 對象，原對象保持不變。

String str = "hello";
str += " world"; // 實際創建了新的 String 對象，原 "hello" 仍存在于內存中

這種設計的優勢是：

天然線程安全（多線程只能讀取，無法修改） 可作為 HashMap 等集合的鍵（哈希值不會變化） 字符串常量池復用，節省內存
但缺點也很明顯：頻繁修改會產生大量臨時對象，導致 GC 壓力增大，性能下降。

二.StringBuilder：可變字符串

存儲結構：內部通過 char[] value 數組存儲（無 final 修飾），支持動態擴容。

默認初始容量為 16； 當字符長度超過當前容量時，會創建一個新的數組（容量為原容量的 2 倍 + 2），并將原數據復制到新數組中。

可變性：所有修改操作（如 append()、insert()、delete()）都直接操作底層數組，不會創建新對象（除非需要擴容）。

StringBuilder sb = new StringBuilder("hello");
sb.append(" world"); // 直接在原數組上修改，不創建新對象

由于省去了創建新對象的開銷，且沒有同步鎖的消耗，StringBuilder 成為單線程下字符串拼接的首選。

三.StringBuffer：線程安全的可變字符串

tringBuffer 是早期 Java 提供的可變字符串類，與 StringBuilder 最大的區別是線程安全性：

存儲結構：與 StringBuilder 基本一致，內部也是 char[] value 數組。
線程安全：通過在所有公共方法上添加 synchronized 關鍵字實現線程安全，確保多線程環境下的操作原子性。

public synchronized StringBuffer append(String str) {// 具體實現
}

這種設計保證了線程安全，但也帶來了同步鎖的性能開銷，因此在單線程環境下效率低于StringBuilder。

四.總結