1. String、StringBuffer 和 StringBuilder 的区别
String：
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不可变性：
String是不可变类，一旦创建，其内容不能被修改。任何对字符串的操作（如拼接、裁剪等）都会生成新的String对象。javaString str = "Hello"; str += " World"; // 创建新对象，原对象仍为"Hello" -
线程安全：由于不可变性，
String是天然线程安全的。 -
内存机制：字符串常量池复用相同值的字符串，节省内存。
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应用场景：适用于字符串内容不经常变化的场景，如常量声明、少量的字符串拼接操作等。
StringBuffer：
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可变性：
StringBuffer是可变的字符序列，允许在已有序列的末尾或指定位置添加字符串。javaStringBuffer sb = new StringBuffer("Hello"); sb.append(" World"); // 直接修改原对象，无需创建新实例 -
线程安全：
StringBuffer是线程安全的，通过在方法上加synchronized关键字实现线程同步。javapublic synchronized StringBuffer append(String str) { ... } -
性能开销：同步锁导致多线程安全，
StringBuffer的性能开销较大。单线程下性能低于StringBuilder -
应用场景：适用于多线程环境下频繁进行字符串拼接的场景。
StringBuilder：
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可变性：
StringBuilder也是可变的字符序列，功能与StringBuffer类似。javaStringBuilder sb = new StringBuilder("Hello"); sb.append(" World"); // 非同步操作，性能更高 -
非线程安全：
StringBuilder去掉了线程安全机制，性能更高。单线程下比StringBuffer快约10%~15% -
应用场景：适用于单线程环境下频繁进行字符串拼接的场景，是进行字符串拼接的首选。
2. 字符串设计和实现考量
- 不可变性：
String是典型的不可变类，所有属性都是final的，保证了线程安全。 - 线程安全机制：
StringBuffer通过synchronized关键字实现线程安全，适合多线程环境。 - 性能优化：
StringBuilder去掉了线程安全机制，减少了性能开销，适合单线程环境。 - 内存占用：
String操作不当可能会产生大量临时对象，增加内存占用。
3. 字符串缓存
intern()方法：String提供了intern()方法，用于缓存字符串。如果字符串常量池中已经存在相同的字符串，则返回常量池中的实例；否则，将字符串放入常量池。- 字符串常量池：Java 6 以后，字符串常量池被放置在堆中，避免了永久代占满的问题。
G1 GC下的字符串排重：JDK 8u20之后引入了G1 GC下的字符串排重功能，通过JVM参数-XX:+UseStringDeduplication开启。
4. String 自身的演化
Compact Strings：Java 9 引入了Compact Strings设计，将字符串的存储方式从char数组改为byte数组加上编码标识，减少了内存占用。- 性能优化：
Compact Strings设计带来了更小的内存占用和更快的操作速度。
5. 编码相关问题
getBytes() 和 String(byte[] bytes)：这些方法隐含使用平台默认编码，可能导致乱码问题。建议在使用时明确指定编码方式。
6. 内存与设计考量
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String常量池：相同值的字符串共享内存，适合重复使用。
javaString s1 = "Java"; String s2 = "Java"; // 复用常量池中的"Java" -
StringBuilder/Buffer初始化：预估容量减少扩容次数。
javaStringBuilder sb = new StringBuilder(1024); // 预设容量为1024
7. 使用场景总结
| 场景 | 推荐类 | 理由 |
|---|---|---|
| 字符串常量（如配置项） | String |
不可变性保证数据安全，常量池优化内存 |
| 单线程循环拼接字符串 | StringBuilder |
避免同步开销，性能最优 |
| 多线程共享字符串操作 | StringBuffer |
同步保证线程安全 |
| SQL语句拼接、JSON生成 | StringBuilder |
单线程操作，高效且无需线程安全 |