StringBuffer在多线程高并发下性能低，因其所有public方法均用synchronized修饰this对象，导致粗粒度锁竞争、链式调用多次加锁、toString缓存低效、扩容时双重同步及冗余拷贝，且单线程下仍有不可忽略的同步开销。
Java StringBuffer 在多线程高并发场景下性能较低，根本原因在于其线程安全机制本身——所有 public 方法（append、insert、delete、reverse、length、toString 等）都用 synchronized 修饰，锁住整个对象实例（this），形成粗粒度、全局性锁。
锁竞争导致线程串行化执行
多个线程哪怕操作完全不重叠的位置（如一个在末尾 append，另一个在开头 insert），也必须排队等待同一把锁。链式调用如 sb.append("a").append("b").append("c") 会触发三次锁进出，开销叠加。高并发时，大量线程阻塞在 monitor 进入点，CPU 时间消耗在上下文切换和自旋等待上，而非实际拼接逻辑。
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单线程下也有不可忽略的同步开销
即使只有单线程调用，JVM 仍需执行完整同步流程：
• 生成 monitorenter/monitorexit 字节码指令
• 插入读写内存屏障，抑制 CPU 指令重排序
• 检查偏向锁状态、可能触发锁升级
这些操作无法被 JIT 完全优化。实测显示：10 万次 append，StringBuilder 耗时约 12ms，StringBuffer 约 28ms——慢 2.3 倍，差距稳定在 10%–15%。
toString 缓存机制反而拖累效率
JDK 9+ 中 toString() 依赖 toStringCache 字段缓存结果，但该字段受 synchronized 保护。多线程频繁调用 toString() 时，缓存常被置为 null，复用率极低；而 StringBuilder 每次直接复制 char[]，省去锁检查与缓存维护成本。在高频拼接 + 频繁转字符串场景下，这一差异快速放大。
扩容过程引发双重同步与冗余拷贝
当内部 char[] 容量不足时，StringBuffer 执行扩容（新容量 = 旧容量 × 2 + 2），该过程包含两个同步步骤：
• 先同步检查当前容量是否足够
• 再同步执行数组复制与替换
多个线程几乎同时触发扩容，不仅争抢锁，还可能重复拷贝同一块数据，造成 CPU 和内存带宽浪费。
底层共享但同步代价无法绕过
StringBuffer 和 StringBuilder 共用 AbstractStringBuilder 底层实现，差异仅在于是否加 synchronized。这意味着所有性能差距都来自同步机制本身：
• StringBuilder 可被 JIT 内联优化，逃逸分析支持栈上分配，GC 压力小
• StringBuffer 因同步存在，内联受限，锁指令抑制 CPU 流水线效率
预设初始容量能缓解扩容抖动，但无法消除方法级同步带来的根本延迟。
