1、String的‘+’,底層執行,及效率問題 2、StringBilder與StringBuffer的比較
本篇博文先介紹第一個問題
爲了讓大家看明白,
我們舉例說明吧!
爲了加深理解,我們可以來做幾個小實驗。
javac Test 編譯文件 javap -c Test 查看虛擬機指令
實驗一:純字符串
public class Test { public static void main(String args[]) { String str = "a"; } }
// 將字符串 a 存入常數池 0: ldc #2; //String a // 將引用存放到 1 號局部變量中 2: astore_1 3: return
實驗二:純字符串相加
public class Test { public static void main(String args[]) { String str = "a" + "b"; } }
// 將字符串 ab 壓入常數池 0: ldc #2; //String ab 2: astore_1 3: return
實驗二可以很明顯地看出,編譯器在編譯時產生的字節碼已經將 "a" + "b" 優化成了 "ab",同理多個字符串的相加也會被優化處理,需要注意的是字符串常量相加。
實驗三:字符串與自動提升常量相加
public class Test { public static void main(String args[]) { String str = "a" + (1 + 2); } }
// 將字符串 a3 壓入常數池 0: ldc #2; //String a3 2: astore_1 3: return
通過虛擬機指令可以看出,1 + 2 自動提升後的常量與字符串常量,虛擬機也會對其進行優化。
實驗二、實驗三結論:常量間的相加並不會引起效率問題
實驗四:字符串與變量相加
public class Test { public static void main(String args[]) { String s = "b"; String str = "a" + s; } }
// 將字符串 b 壓入常數池 0: ldc #2; //String b // 將引用存放到 1 號局部變量中 2: astore_1 // 檢查到非常量的相加,這時創建 StringBuilder 對象 3: new #3; //class java/lang/StringBuilder // 從棧中複製出數據,即把字符串 b 複製出來 6: dup // 調用 StringBuilder 的初始構造 7: invokespecial #4; //Method java/lang/StringBuilder."":()V // 將字符串 a 壓入常數池 10: ldc #5; //String a // 調用 StringBuilder 的 append 方法,把字符串 a 添加進去 12: invokevirtual #6; //Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; // 從 1 號局部變量中加載數據引用 15: aload_1 // 調用 StringBuilder 的 append 方法,把字符串 b 添加進去 16: invokevirtual #6; //Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; // 調用 StringBuilder 的 toString 方法 19: invokevirtual #7; //Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String; // 將 toString 的結果保存至 2 號局部變量 22: astore_2 23: return
實驗四可以看出,非常量字會串相加時,由於相加的變量中存放的是字符串的地址引用,因爲在編譯時無法確切地知道其他具體的值,也就沒有辦法對其進行優化處理,這時爲了達到連接的效果,其內部採用了StringBuilder 的機制進行處理(JDK 5 中新增的,我這裏沒有 JDK 1.4,估計在 JDK 1.4 下采用的是 StringBuffer),將他們都 append進去,最後用 toString 輸出。
若 s 爲其他類型時,比如:int 類型,也是採用同種方式進行處理。
同理,根據實驗二的結果,在 String str = "a" + "b" + s; 時,先會優化成 "ab" 再與s 根據實驗四的方式進行處理,這時 StringBuilder 僅調用了兩次 append 方法。
如果是 String str = "a" + s + "b"; 這種形式的就沒辦法優了,StringBuilder 得調用三次 append 方法。
實驗四的結論表明,字符串與變量相加時在內部產生了 StringBuilder 對象並採取了一定的操作。
如果只有一句 String str = "a" + s; 這樣子的,其效率與String str = new StringBuilder().append("a").append(s).toString()
;是一樣的。
一般所說的 String 採用連接運算符(+)效率低下主要產生在以下的情況中:
public class Test { public static void main(String args[]) { String s = null; for(int i = 0; i < 100; i++) { s += "a"; } } }
每做一次 + 就產生個 StringBuilder 對象,然後 append 後就扔掉。下次循環再到達時重新產生個 StringBuilder 對象,然後 append 字符串,如此循環直至結束。
如果我們直接採用 StringBuilder 對象進行 append 的話,我們可以節省 N - 1 次創建和銷燬對象的時間。