Java细节：字符串的拼接

不可变的String对象

在Java中,String对象是不可变的(Immutable)。在代码中，能够建立多个某一个String对象的别名。可是这些别名都是的引用是相同的。
好比s1和s2都是”droidyue.com”对象的别名，别名保存着到真实对象的引用。因此s1 = s2

fileos:false

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String s1 = "droidyue.com"; String s2 = s1; System.out.println("s1 and s2 has the same reference =" + (s1 == s2));

Java中仅有的重载运算符

在Java中，惟一被重载的运算符就是字符串的拼接相关的。+,+=。除此以外，Java设计者不容许重载其余的运算符。

拼接剖析

真的有性能代价么

了解了上面两点，可能会有这样的思考，既然Sting对象不可变，那么多个（三个及以上）字符串拼接必然产生多余的中间String对象。

fileos:false

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String userName = "Andy"; String age = "24"; String job = "Developer"; String info = userName + age + job;

要获得上面的info，就会userName和age拼接生成临时一个String对象t1,内容为Andy24，而后有t1和job拼接生成最终咱们须要的info对象，这其中，产生了一个中间的t1，并且t1建立以后，没有主动回收，势必会占必定的空间。若是是一个不少(假设上百个，多见于对对象的toString的调用)字符串的拼接，那么代价就更大了，性能一下会下降不少。

编译器的优化处理

真的会有上面的性能代价么，字符串拼接这么经常使用，没有特殊的处理优化么，答案是有的，这个优化进行在编译器编译.java到bytecode时。

一个Java程序若是想运行起来，须要通过两个时期，编译时和运行时。在编译时，Java 编译器(Compiler)将java文件转换成字节码。在运行时，Java虚拟机（JVM）运行编译时生成的字节码。经过这样两个时期，Java作到了所谓的一处编译，到处运行。

咱们实验一下编译期都作了哪些优化，咱们制造一段可能会出现性能代价的代码。

fileos:false

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public class Concatenation { public static void main(String[] args) { String userName = "Andy"; String age = "24"; String job = "Developer"; String info = userName + age + job; System.out.println(info); } }

对Concatenation.java进行编译一下。获得Concatenation.class

fileos:false

1	javac Concatenation.java

而后咱们使用javap反编译一下编译出来的Concatenation.class文件。javap -c Concatenation。若是没有找到javap命令，请考虑将javap所在目录加入环境变量或者使用javap的完整路径。

fileos:false

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17:22:04-androidyue~/workspace_adt/strings/src$ javap -c Concatenation Compiled from "Concatenation.java" public class Concatenation { public Concatenation(); Code: 0: aload_0 1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V 4: return public static void main(java.lang.String[]); Code: 0: ldc #2 // String Andy 2: astore_1 3: ldc #3 // String 24 5: astore_2 6: ldc #4 // String Developer 8: astore_3 9: new #5 // class java/lang/StringBuilder 12: dup 13: invokespecial #6 // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V 16: aload_1 17: invokevirtual #7 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; 20: aload_2 21: invokevirtual #7 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; 24: aload_3 25: invokevirtual #7 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; 28: invokevirtual #8 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String; 31: astore 4 33: getstatic #9 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 36: aload 4 38: invokevirtual #10 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V 41: return }

其中，ldc，astore等为java字节码的指令，相似汇编指令。后面的注释使用了Java相关的内容进行了说明。 咱们能够看到上面有不少StringBuilder,可是咱们在Java代码里并无显示地调用，这就是Java编译器作的优化，当Java编译器遇到字符串拼接的时候，会建立一个StringBuilder对象，后面的拼接，其实是调用StringBuilder对象的append方法。这样就不会有咱们上面担忧的问题了。

仅靠编译器优化？

既然编译器帮咱们作了优化，是否是仅仅依靠编译器的优化就够了呢，固然不是。 
下面咱们看一段未优化性能较低的代码

fileos:false

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public void implicitUseStringBuilder(String[] values) { String result = ""; for (int i = 0 ; i < values.length; i ++) { result += values[i]; } System.out.println(result); }

使用javac编译，使用javap查看

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public void implicitUseStringBuilder(java.lang.String[]); Code: 0: ldc #11 // String 2: astore_2 3: iconst_0 4: istore_3 5: iload_3 6: aload_1 7: arraylength 8: if_icmpge 38 11: new #5 // class java/lang/StringBuilder 14: dup 15: invokespecial #6 // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V 18: aload_2 19: invokevirtual #7 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; 22: aload_1 23: iload_3 24: aaload 25: invokevirtual #7 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; 28: invokevirtual #8 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String; 31: astore_2 32: iinc 3, 1 35: goto 5 38: getstatic #9 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 41: aload_2 42: invokevirtual #10 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V 45: return

其中8: if_icmpge 38 和35: goto 5构成了一个循环。8: if_icmpge 38的意思是若是JVM操做数栈的整数对比大于等于（i < values.length的相反结果）成立，则跳到第38行（System.out）。35: goto 5则表示直接跳到第5行。

可是这里面有一个很重要的就是StringBuilder对象建立发生在循环之间，也就是意味着有多少次循环会建立多少个StringBuilder对象，这样明显很差。赤裸裸地低水平代码啊。

稍微优化一下，瞬间提高逼格。

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public void explicitUseStringBuider(String[] values) { StringBuilder result = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < values.length; i ++) { result.append(values[i]); } }

对应的编译后的信息

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public void explicitUseStringBuider(java.lang.String[]); Code: 0: new #5 // class java/lang/StringBuilder 3: dup 4: invokespecial #6 // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V 7: astore_2 8: iconst_0 9: istore_3 10: iload_3 11: aload_1 12: arraylength 13: if_icmpge 30 16: aload_2 17: aload_1 18: iload_3 19: aaload 20: invokevirtual #7 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; 23: pop 24: iinc 3, 1 27: goto 10 30: return

从上面能够看出，13: if_icmpge 30和27: goto 10构成了一个loop循环，而0: new #5位于循环以外，因此不会屡次建立StringBuilder.

总的来讲，咱们在循环体中须要尽可能避免隐式或者显式建立StringBuilder. 因此那些了解代码如何编译，内部如何执行的人，写的代码档次都比较高。

以上文章，若有错误，请批评指正 。