Java开发面试常问：字符串拼接底层原理及5种拼接方法实现

在Java开发面试里头，字符串拼接看起来好像是基础知识点，实际上却是考查候选人对于底层原理的理解，性能优化思维以及场景化选择能力的核心题型。根据一线大厂面试题库统计，这个考点在Java基础面试中出现的频率高达75%，特别是在字节、阿里、腾讯等企业的一面环节，常常会以“手写拼接方法”“对比性能差异”“底层实现分析”这三种形式组合起来进行提问。

面试官真正考察的并非 “会用哪种方法”，而是：

认不认识 String 类不可变的实质，能不能分辨不同拼接情形下的最佳办法，晓得不晓得 StringBuilder、StringBuffer 在线程安全和性能权衡方面的情况，知不知道 JDK 版本（像 JDK 9+ StringConcatFactory）对拼接逻辑产生的作用。字符串拼接底层的关键逻辑。

必须先理解Java字符串的核心特性，即String是不可变对象，private final char value存储字符且无setter方法，才能讲清拼接方法的优缺点。这意味着任何修改字符串的操作，包括拼接，都不会改变原对象，而是生成新的String对象，这也是不同拼接方法性能差异的根源。

关键原理铺垫：

1.实施5种拼接方法，阐述其优点、缺点以及在面试时的答题话术，其中一种是借助“+”号直接进行拼接。

实现代码：

String a = "Java";
String b = "面试";
String c = a + b; // 结果："Java面试"

底层原理：

String c = new StringBuilder().append(a).append(b).toString();

优点：

缺点：

面试答题话术：

“+号进行拼接，适用于变量比较少的那种场景，其底层依靠StringBuilder来进行优化，只是在循环里使用的话，会产生数量众多的临时对象，所以不推荐这样做。常量进行拼接的时候，编译器会直接将其合并，性能是最为优良的。”。

2. StringBuilder.append () 拼接

实现代码：

StringBuilder sb = new StringBuilder(20); // 指定初始容量，避免扩容
sb.append("Java");
sb.append("面试");
sb.append(2024); // 支持多类型拼接
String result = sb.toString();

底层原理：

优点：

缺点：

面试答题话术：

优先用 StringBuilder 在单线程或者非并发的场景当中，要是事先指定初始容量（像预估拼接长度是 50，那就指定 50 的容量），这样能够防止扩容。它的底层是可变字符数组，append () 不会产生临时对象，在性能方面比作 + 号拼接要好很多。

3. StringBuffer.append () 拼接

实现代码：

StringBuffer sb = new StringBuffer();
sb.append("Java");
sb.append("面试");
String result = sb.toString();

底层原理：

优点：

缺点：

面试答题话术：

多线程的环境下不得不使用 StringBuffer，它那被 synchronized 修饰的方法能够确保拼接的原子性；而在单线程的场景之中是不被推荐的，原因是锁的开销会致使性能有所降低，在这样的情况下 StringBuilder 会显得更为优良。

4. String.concat () 方法拼接

实现代码：

String a = "Java";
String b = "面试";
String result = a.concat(b);

底层原理：

源码核心逻辑：

public String concat(String str) {
    int otherLen = str.length();
    if (otherLen == 0) {
        return this;
    }
    int len = value.length;
    char[] buf = Arrays.copyOf(value, len + otherLen);
    str.getChars(buf, len);
    return new String(buf, true);
}

优点：

缺点：

面试答题话术：

concat()方法，其底层依靠数组复制，适用于少量字符串的拼接，它具备逻辑简洁、空指针提示清晰明确的优点，然而其性能以及灵活性比不上StringBuilder，在面试里较少被当作最优解来推荐。

5. 采用String.join () 方法来进行拼接，此方法适用于JDK 8及以上版本。

实现代码：

String[] arr = {"Java", "面试", "高频题"};
String result = String.join("-", arr); // 结果："Java-面试-高频题"

底层原理：

优点：

缺点：

面试答题话术：

就 JDK 8 而言，推荐运用 String.join () 来开展批量字符串拼接，特别契合具备分隔符的情形，犹如 CSV 格式数据那般，其底层是基于 StringBuilder 的，性能是可靠的，代码的可读性是高的。

面试答题里，关乎核心技巧以及避坑指南的内容之中，存在着场景化选择优先级这一项，此为面试必须牢记于心的要点。

应用场景

推荐方法

答题关键点

单线程、少量变量拼接

+ 号拼接

编译期优化，语法简洁

单线程、循环 / 大量拼接

StringBuilder

指定初始容量，避免扩容，性能最优

多线程、并发拼接

StringBuffer

线程安全，synchronized 保证原子性

批量字符串、带分隔符

String.join()（JDK 8+）

代码简洁，底层复用 StringBuilder

字符串与字符串少量拼接

concat()

逻辑简单，空指针提示明确（可选）

2. 面试高频避坑点

误区1：觉得“+号拼接必然性能欠佳”，常量拼接之际编译器会将其优化成直接赋值，性能是最优的。

错误认知 2：于循环里运用 + 号来进行拼接 —— 这将会去创建数量众多的 StringBuilder 临时对象，而正确的做法乃是于循环外部创建一个 StringBuilder。

误区3：存在这样一种观点，认为StringBuffer比StringBuilder“更好”，在此需要指出，在单线程场景之下，StringBuffer的锁开销是会致使性能有所降低的，所以必须强调“场景化选择”这一要点。

误区4：对初始容量予以忽略，在回答StringBuilder相关问题情况的时候，一定得提及“提前把初始容量指定出来”，而这是面试官所关注的优化要点所在。

3. 性能测试结论（增强答题说服力）

（请注意：这里所提及的测试环境乃是 JDK 11 ，并且是单核 CPU ，而相关数据是经过 3 次测试之后所得到的平均值 ，在面试期间是能够引用此数据来增强专业性的）

总结

名为Java字符串拼接的面试考点能够按照这样的方式给归纳起来，具体是归结为 “一个本质、五种方法、三个关键”：

参加面试回答此问题之际，要先将底层原理予以点明，接着分不同方法去讲解其优点与缺点，随后结合具体场景给出相应的选择建议，要是能够补充性能测试方面的数据或者优化技巧的话，那么可以显著地提升答题所获得的分数。