》哥，你让我看看在《Java 开发手册》上有这样一段话：在循环体中，最好使用StringBuilder的append()方法，而不是+为什么会这样？”三姐疑惑的问道。“好吧，三姐，我慢慢跟你说。”我回答。三姐在学习的过程中能不断地发现问题，这让我很开心。其实很多时候，我们不应该只把知识点留在心里，还要问问自己为什么，只有迈出这一步，才能真正成长起来。“+运算符其实是Java在编译的时候重新解释的。换句话说，+运算符是一种语法糖，让字符串拼接更容易。”一边给三妹解释，一边在IntellijIDEA中敲出如下代码。classDemo{publicstaticvoidmain(String[]args){Stringchenmo="silence";Stringwanger="Wanger";System.out.println(chenmo+wanger);}}Java8环境下，使用javap-cDemo.class反编译后字节码，可以看到如下内容：Compiledfrom"Demo.java"classDemo{Demo();Code:0:aload_01:invokespecial#1//Methodjava/lang/Object."":()V4:returnpublicstaticvoidmain(java.lang.String[]);代码:0:ldc#2//弦静2:astore_13:ldc#3//弦王25:astore_26:getstatic#4//字段java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;9:new#5//classjava/lang/StringBuilder12:dup13:invokespecial#6//Methodjava/lang/StringBuilder."":()V16:aload_117:invokevirtual#7//Methodjava/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;20:aload_221:invokevirtual#7//Methodjava/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;24:invokevirtual#8//Methodjava/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;27:invokevirtual#9//Methodjava/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V30:return}“看，三妹，多了一个关键字，类类型是java/lang/StringBuilder”我指着标记为9的那一行三妹说，“这个意味着已经创建了一个新的StringBuilder对象。”“再看标号为17的那一行，这是一条invokevirtual指令，用来调用对象的方法，即StringBuilder对象的append()方法。”意思是将字符串chenmo添加到StringBuilder对象中。”“往下看，标号为21的那行又调用了append()方法，意思是将字符串wanger添加到StringBuilder对象Hit中。”如果用Java代码表达，看起来像这样：());}}“哦，编译时把”+”操作符换成了StringBuilder的append()方法。”三姐恍然大悟。字节码指令完全不同。”我说。同样的代码，在Java11环境下，字节码指令如下：Compiledfrom"Demo.java"publicclasscom.itwanger.thirtyseven.Demo{publiccom.itwanger.thirtyseven.Demo();Code:0:aload_01:invokespecial#1//方法java/lang/Object."":()V4:returnpublicstaticvoidmain(java.lang.String[]);代码:0:ldc#2//String2:astore_13:iconst_04:istore_25:iload_26:bipush108:if_icmpge4111:new#3//classjava/lang/String14:dup15:ldc#4//Stringsilence17:invokespecial#5//Methodjava/lang/String."":(Ljava/lang/String;)V20:astore_321:ldc#6//字符串23:astore425:aload_126:aload_327:aload429:invokedynamic#7,0//InvokeDynamic#0:makeConcatWithConstants:(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;34:astore_135:iinc2,138:goto541:return}看标为29的行，字节码指令是invokedynamic，它允许应用程序级代码确定方法分析，so-称为应用程序级代码的实际上是一种方法——称为引导程序方法（BootstrapMethod），简称BSM，BSM会返回一个CallSite（调用点）对象，这个对象与invokedynamic指令挂钩。以后执行这条invokedynamic指令时，不会创建新的CallSite对象。CallSite实际上是一个MethodHandle（方法句柄）的持有者，指向调用处实际执行的方法——这次是StringConcatFactory.makeConcatWithConstants()方法。“哥，你别说了，我听不懂你的意思了。”三姐打断了我的话。”嗯，在Java9之后，JDK使用了另一种方式来动态解释+操作符。具体的实现方法在字节码指令层面已经看不到了，所以我会继续用Java8来解释。””回到段落on《Java 开发手册》：在循环体中，最好使用StringBuilder的append()方法，而不是+操作符在循环体中拼接字符串，原因是如果在循环体中使用了+操作符，会产生大量的StringBuilder对象，不仅会占用更多的内存空间，还会导致Java虚拟机进行垃圾回收的方式不同，从而降低程序的性能。”更好的写法是在循环对象外新建一个StringBuilder，然后在循环体中使用append()方法添加字符串：classDemo{publicstaticvoidmain(String[]args){StringBuildersb=newStringBuilder();for(inti=1;i<10;i++){Stringchenmo="silence";Stringwanger="Wanger";sb.append(chenmo);sb.append(wanger);}System.out.println(sb);}}做一个小测试。首先，在for循环中使用“+”运算符。Stringresult="";for(inti=0;i<100000;i++){result+="666";}其次，在for循环外新建StringBuilder，在循环内使用append()方法。StringBuildersb=newStringBuilder();for(inti=0;i<100000;i++){sb.append("666");}“这两个小测试分别需要多长时间？三姐你来跑吧。”“哇，第一个小测试的执行时间是6212毫秒，第二个只用了不到1毫秒，差距太大了！”三妹说。“是啊，现在你明白为什么了吗？”我说。“是的，兄弟，是这样的。”“好的，三姐，我们来看看StringBuilder类的append()方法的源码吧！”publicStringBuilderappend(Stringstr){super.append(str);returnthis;}代码并不重要。再看父类AbstractStringBuilder的append()方法：publicAbstractStringBuilderappend(Stringstr){if(str==null)returnappendNull();intlen=str.length();ensureCapacityInternal(count+len);str.getChars(0,len,value,count);count+=len;returnthis;}1)判断拼接后的字符串是否为null，如果是，则将其视为字符串“null”。appendNull()方法源码如下：privateAbstractStringBuilderappendNull(){intc=count;ensureCapacityInternal(c+4);finalchar[]value=this.value;value[c++]='n';value[c++]='你';value[c++]='l';value[c++]='l';count=c;returnthis;}2)获取字符串的长度。3）ensureCapacityInternal()方法源码如下：}}由于内部是用数组实现的，所以需要判断拼接字符数组的长度是否超过当前数组的长度。如果是，先扩充数组，再将原值复制到新数组中。4)将连接后的字符串str复制到目标数组值中。str.getChars(0,len,value,count)5)更新数组的长度计数。“说到StringBuilder，就不得不提StringBuffer，两者就像双胞胎，该有的都有，但大哥StringBuffer是线程安全的，因为多吸了两口新鲜空气。”我说，“它包含的方法基本上是加了synchronized关键字进行同步。”publicsynchronizedStringBufferappend(Stringstr){toStringCache=null;super.append(str);returnthis;}”除了+运算符，StringBuilder的append()和StringBuilder方法，还有其他拼接字符串的方法吗？”三妹问道。“是的，比如String类的concat()方法有点像StringBuilder类的append()方法。”Stringchenmo="silent";Stringwanger="王二";System.out.println(chenmo.concat(wanger));你可以看看concat()方法的源代码。publicStringconcat(Stringstr){intotherLen=str.length();if(otherLen==0){returnthis;}intlen=value.length;charbuf[]=Arrays.copyOf(value,len+otherLen);str.getChars(buf,len);returnnewString(buf,true);}1）如果拼接后的字符串长度为0，则返回拼接前的字符串。2）将原字符串的字符数组值复制到变量buf数组中。3)将拼接后的字符串str复制到字符数组buf中，并返回一个新的字符串对象。我一行一行地给三姐解释。“与+运算符相比，concat()方法在字符串为null时会抛出NullPointerException，而“+”运算符会将null视为“null”字符串。如果拼接后的字符串是空字符串（""），那么concat效率更高，毕竟不需要newStringBuilder对象。如果要拼接的字符串很多，concat()的效率会降低，因为会创建越来越多的字符串对象。“还有吗？”三姐似乎对弦乐拼接很感兴趣。“是的当然。”String类有一个静态方法join()可以以这种方式使用。Stringchenmo="silence";Stringwanger="Wanger";Stringcmower=String.join("",chenmo,wanger);System.out.println(cmower);第一个参数为字符串连接字符，例如：Stringmessage=String.join("-","王二","太特别了","有意思");输出结果为：王二-太特别-有趣了。看一下join方法的源码：for(CharSeelements){joiner.add(cs);}returnjoiner.toString();}新建一个对象StringJoiner，然后通过for-each循环添加可变参数，最后调用toString()方法返回String.“实际工作中，经常使用org.apache.commons.lang3.StringUtils的join()方法进行字符串拼接。”Stringchenmo="silent";Stringwanger="王二";StringUtils.join(chenmo,wanger);此方法不必担心NullPointerException。StringUtils.join(null)=nullStringUtils.join([])=""StringUtils.join([null])=""StringUtils.join(["a","b","c"])="abc"StringUtils.join([null,"","a"])="a"我们看一下源码：publicstaticStringjoin(finalObject[]array,Stringseparator,finalintstartIndex,finalintendIndex){if(array==null){returnnull;}if(separator==null){separator=EMPTY;}finalStringBuilderbuf=newStringBuilder(noOfItems*16);for(inti=startIndex;istartIndex){buf.append(分隔符);}if(array[i]!=null){buf.append(array[i]);}}returnbuf.toString();}内部仍然使用StringBuilder。“好了，三妹，关于字符串拼接的知识点就到此为止了。注意，Java9之后，+运算符的解释和以前发生了变化，字节码指令也不一样了，等你以后再详细说在学习了字节码指令之后。”我说。“好了，兄弟你休息吧，我再把这些例子跑一遍。”三姐说道。本文转载自微信?“沉默王二”，可通过以下二维码关注。转载本文请联系沉默王二公众号。
