String
字符串常量，一旦创建，不可改变。这里的不可改变指字符串对应堆内存，当我们执行字符串的加操作时，实际上是复制被加字符串的内容到新开辟的字符串空间中，原来的作废。
String 是线程安全的，String 类是 final 类，不可以被继承。
String 的长度是不变的，适用于少量的字符串操作。
StringBuffer
字符串变量，长度可变，线程安全。适用于多线程下在字符缓冲区进行大量字符串操作
StringBuilder
字符串变量，长度可变，线程不安全。适用于单线程下在字符缓冲区进行大量字符串操作
字符串操作在执行速度：StringBuilder > StringBuffer > String
源码分析
基于 Android SDK 26 版本分析
StringBuffer 与 StringBuilder 共同继承自 AbstractStringBuilder，二者基本的方法调用都是使用了父类的实现，子类只是简单包装了一下，区别在于，StringBuffer 支持多线程，所以它的操作方法均是同步方法。 这里使用 synchronized 关键字标记方法为同步方法，所以它的效率较低，因为调用同步方法时，首先要去获取同步锁。
@Override
public synchronized StringBuffer append(String str) {
toStringCache = null;
super.append(str);
return this;
}
AbstractStringBuilder 定义了一个字符数组用于进行所有的字符处理，
/**
* The value is used for character storage.
*/
char[] value;
使用默认的构造方法时，会指定初始字符数组的大小为 16，如果构造时指定了初始的字符串，那么初始容量为字符串长度加 16。
public StringBuffer(String str) {
super(str.length() + 16);
append(str);
}
append 方法实现
append 支持空数据。执行该方法时，会首先检查 append 的值是否是 null，如果是，即参数值为 null，这时 AbstractStringBuilder 会把空值做特殊处理，最终在字符数组结尾追加 “null”。
private AbstractStringBuilder appendNull() {
int c = count;
ensureCapacityInternal(c + 4);
final char[] value = this.value;
value[c++] = 'n';
value[c++] = 'u';
value[c++] = 'l';
value[c++] = 'l';
count = c;
return this;
}
具体追加字符串时，先会根据要插入字符串的长度，对原来的字符容器进行扩容，然后巧妙的通过 String 的 getChars 方法进行数据拼接、追加。
public AbstractStringBuilder append(String str) {
if (str == null)
return appendNull();
int len = str.length();
// 扩容
ensureCapacityInternal(count + len);
// 追加 str 到字符数组容器中，这里会把 str 追加到 value 数组中，count 原来字符的数量，在参数中是偏移的值，
str.getChars(0, len, value, count);
// 追加完成后，同步一下 count 的值
count += len;
return this;
}
getChars 的具体实现跟 System 的 arrayCopy 一样，都是 native 的实现。
toString()
不论使用 StringBuffer 还是 StringBuilder，在构造、追加完成后，要使用字符串就必须调用 toString 方法，跟其他方法的调用不一样。它们的父类并没有提供统一的实现。
StringBuffer 自己做了优化，它定义了一个字符数组 toStringCache，在调用 toString 时，如果 toStringCache 已经有值，就简单包装返回，如下所示：
@Override
public synchronized String toString() {
if (toStringCache == null) {
toStringCache = Arrays.copyOfRange(value, 0, count);
}
return new String(toStringCache, 0, count);
}
toStringCache 会在 StringBuilder 被修改时被置为 null。
/**
* A cache of the last value returned by toString. Cleared
* whenever the StringBuffer is modified.
*/
private transient char[] toStringCache;
StringBuilder 的 toString 实现没有用到缓存机制，直接用 StringFactory 提供的工具方法把字符数组转化为字符串。
@Override
public String toString() {
if (count == 0) {
return "";
}
// 也是一个 native 实现，实际上字符串的很多操作都是通过 native 操作完成
return StringFactory.newStringFromChars(0, count, value);
}
String 加操作
开发中如果字符串需要追加字符串，经常这样操作
String content = "hello";
System.out.println(content+" world");
这里给该字符串添加上 world 时，也就是 String 在执行加操作时，首先会先开辟空间存储 world 这个字符串，然后再开辟空间将两个字符串拼接，也就是说，一个简单的拼接工作，String需要开辟三块空间来完成。
注意：以上是不准确的解释。
实际上上面说对了一半，在 Java 1.8 之前，确实是上面所说的那样，但是 1.8 之后优化了 String 的 加操作，在编译运行时会根据不同情况使用 StringBuilder 或者 StringBuffer 进行内部优化替换。这一点在 String 的源码注释中有说明：
所以这样说来，平时为了使用方便，完全可以用 + 号进行字符串拼接了，没必要用 StringBuilder。这也是技术发展的趋势所在，好用、简单永远是主流。
总结
这篇文章从三者的区别说起，是一个经常面试时被问到的问题，后面主要分析了 StringBuilder 以及 StringBuffer 部分源码，算是学习研究。
说道最终的性能，经过优化的 String 其实跟 StringBuilder 一致，性能都不错，所以开发过程中没必要纠结用 String 还是 StringBuilder，但是前提是你要知道 String 被优化这个事。
关于作者
咕咚，Android 工程师，个人博客 gudong.site，公众号：咕喱咕咚