Java笔记 - 不可变的String对象使用StringBuffer与使用"+"连接字符串JVM的处理方式的区别

发表于 2013-12-12 更新于 2020-09-20 分类于 J2EE

String对象是不可变的，本文通过String的拼接翻译成的字节码，查看具体的原理，并且和显示的使用StringBuilder进行拼接生成的字节码进行对比，总结基本的使用原则。

String对象是不可变的，对一个String进行处理，无论是进行追加，转换大小写之类的，都会生成一个新的字符串。同时不可变性会带来一定的效率问题。下面通过一个追加字符串的字节码来了解下

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String who = "arthinking";
String str1 = "what" + "is" + who + "?";
System.out.println(str1);

编译成字节码，查看下具体的执行流程。进入编译生成的Class所在目录，执行 javap -c StringTest，得到如下的JVM字节码:

其中的dup和invokevirtural相当于Java虚拟机上的汇编语言，编译器自动引入了java.lang.StringBuilder类。

从红色的框框标识可以看到，编译器创建了一个StringBuilder对象，用于构造最终的String，并为每个字符串调用一次StringBuilder的append()方法，最后调用了toString()生成结构，并使用astore_2命令存为s。

明确的使用StringBuilder对象能够避免产生过多的StringBuilder对象

在循环里使用+隐式的拼接字符串

public String implicit(String[] fields){
	String result = "";
	for(int i=0; i<fields.length; i++){
		result += fields[i];
	}
	return result;
}

在循环里显示的使用StringBuilder的append方法拼接字符串

public String explicit(String[] fields){
	StringBuilder result = new StringBuilder();
	for(int i=0; i<fields.length; i++){
		result.append(fields[i]);
	}
	return result.toString();
}

同样，进入编译生成的Class所在目录，执行 javap -c StringTest，得到JVM字节码，下面是implicit方法的：

从第8行到第35行构成了一个循环体可以看出，StringBuilder是在循环体内构造的，这意味着每经过一次循环，就会创建一个新的StringBuilder对象。

下面是explicit方法的：

可以看到，这里只生成了一个StringBuilder对象，还可以为StringBuilder对象预先为其指定大小，如果已经知道最终的字符串大概有多长，这样可以避免多次给StringBuilder重新分配缓冲。

总结

当为一个类编写toString()方法时，如果字符串操作比较简单，可以信赖编译器，它会合理的为你构造最终的字符串结果，如果要在toString()方法中使用循环，最好自己创建一个StringBuilder对象。

执行例如append(a + ":" + b)，编译器会掉入陷阱，从而另外创建一个StringBuilder对象处理括号内的字符串操作。

延伸：

StringBuilder与StringBuffer