面试题：String，StringBuffer，StringBuilder 的区别是什么？String 为什么是不可变的？

1. String、StringBuffer、StringBuilder 的区别

特性	String	StringBuffer	StringBuilder
可变性	不可变	可变	可变
线程安全性	线程安全（因为不可变）	线程安全（方法使用 synchronized）	非线程安全
性能	低（每次修改都会创建新对象）	较高	最高
使用场景	字符串常量或不需要修改的场景	多线程环境下频繁修改字符串的场景	单线程环境下频繁修改字符串的场景
示例	String s = "Hello";	StringBuffer sb = new StringBuffer("Hello");	StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello");

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2. 详细说明

String

• 不可变性：
  • String 对象一旦创建，其值就不能被修改。
  • 每次对 String 进行修改（如拼接、替换等），都会创建一个新的 String 对象。
• 线程安全性：
  • 由于 String 是不可变的，它是线程安全的。
• 性能：
  • 频繁修改字符串时，性能较差，因为每次修改都会创建新对象。

StringBuffer

• 可变性：
  • StringBuffer 是一个可变的字符序列。
  • 修改 StringBuffer 不会创建新对象，而是在原对象上进行操作。
• 线程安全性：
  • StringBuffer 的方法是同步的（使用 synchronized 关键字），因此是线程安全的。
• 性能：
  • 在多线程环境下性能较好，但在单线程环境下性能不如 StringBuilder。

StringBuilder

• 可变性：
  • StringBuilder 也是一个可变的字符序列。
  • 修改 StringBuilder 不会创建新对象，而是在原对象上进行操作。
• 线程安全性：
  • StringBuilder 的方法是非同步的，因此不是线程安全的。
• 性能：
  • 在单线程环境下性能最高，因为没有同步开销。

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3. String 为什么是不可变的？

String 的不可变性是由其设计和实现决定的，主要原因包括：

1. 安全性

• 不可变性使得 String 对象在多线程环境下是线程安全的，无需额外的同步措施。
• 例如，String 可以作为 HashMap 的键，因为它的不可变性保证了哈希值的稳定性。

2. 缓存哈希值

• String 类内部缓存了哈希值（hashCode），因为字符串是不可变的，哈希值只需要计算一次。

3. 字符串常量池

• Java 使用字符串常量池（String Pool）来存储字符串字面量。
• 由于 String 是不可变的，相同的字符串字面量可以共享，节省内存。

4. 安全性在参数传递中的应用

• 不可变性保证了字符串作为参数传递时不会被修改，避免了意外的副作用。

5. 设计一致性

• 许多 Java 类库（如 Class、System 等）依赖于 String 的不可变性，保证了设计的一致性和可靠性。

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总结：

• String：不可变，线程安全，适合字符串常量或不频繁修改的场景。
• StringBuffer：可变，线程安全，适合多线程环境下频繁修改字符串的场景。
• StringBuilder：可变，非线程安全，适合单线程环境下频繁修改字符串的场景。

String 的不可变性是为了保证线程安全、提高性能（如哈希值缓存）、支持字符串常量池以及确保设计的一致性。