String的'+'的性能及原理
阿新 • • 發佈：2017-07-07
變量 height 操作 通過 效率 調用 java -h 方法
// 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
// 將字符串 ab 壓入常數池
0: ldc #2; //String ab
2: astore_1
3: return
實驗二能夠非常明顯地看出，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，須要註意的是字符串常量相加。
實驗三：字符串與自己主動提升常量相加
0: ldc #2; //String a3
2: astore_1
3: return
通過虛擬機指令能夠看出，1 + 2 自己主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
0: ldc #2; //String b
// 將引用存放到 1 號局部變量中
2: astore_1
// 檢查到很量的相加。這時創建 StringBuilder 對象
3: new #3; //class java/lang/StringBuilder
// 從棧中復制出數據。即把字符串 b 復制出來
6: dup
// 調用 StringBuilder 的初始構造
7: invokespecial #4; //Method java/lang/StringBuilder."<init>":()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 加入進去
12: invokevirtual #6; //Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
// 從 1 號局部變量中載入數據引用
15: aload_1
// 調用 StringBuilder 的 append 方法，把字符串 b 加入進去
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
實驗四能夠看出，很量字會串相加時，因為相加的變量中存放的是字符串的地址引用。
由於在編譯時無法確切地知道其它詳細的值，也就沒有辦法對其進行優化處理，這時為了
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，預計在 JDK 1.4 下採用的是 StringBuffer），將他們都 append
進去，最後用 toString 輸出。
若 s 為其它類型時，比方：int 類型，也是採用同種方式進行處理。
同理。依據實驗二的結果，在 String str = "a" + "b" + s; 時。先會優化成 "ab" 再與
s 依據實驗四的方式進行處理。這時 StringBuilder 僅調用了兩次 append 方法。
假設是 String str = "a" + s + "b"; 這樣的形式的就沒辦法優化了。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。
假設僅僅有一句 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下面的情況中：
新產生個 StringBuilder 對象。然後 append 字符串，如此循環直至結束。
假設我們直接採用 StringBuilder 對象進行 append 的話，我們能夠節省 N - 1 次創建和
銷毀對象的時間。
逛了幾個論壇。
不少人在討論String的“+”，StringBuilder與StringBuffer等一系列的問題。先不多說了了
現分類詳述：
1、String的‘+’，底層運行。及效率問題
2、StringBilder與StringBuffer的比較
本篇博文先介紹第一個問題
為了讓大家看明確，
我們舉例說明吧！
為了加深理解，我們能夠來做幾個小實驗。
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
實驗二能夠非常明顯地看出，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，須要註意的是字符串常量相加。
實驗三：字符串與自己主動提升常量相加
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
通過虛擬機指令能夠看出，1 + 2 自己主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
// 檢查到很量的相加。這時創建 StringBuilder 對象
3: new #3; //class java/lang/StringBuilder
// 從棧中復制出數據。即把字符串 b 復制出來
6: dup
// 調用 StringBuilder 的初始構造
7: invokespecial #4; //Method java/lang/StringBuilder."<init>":()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 加入進去
12: invokevirtual #6; //Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
// 從 1 號局部變量中載入數據引用
15: aload_1
// 調用 StringBuilder 的 append 方法，把字符串 b 加入進去
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
實驗四能夠看出，很量字會串相加時，因為相加的變量中存放的是字符串的地址引用。
由於在編譯時無法確切地知道其它詳細的值，也就沒有辦法對其進行優化處理，這時為了
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，預計在 JDK 1.4 下採用的是 StringBuffer），將他們都 append
進去，最後用 toString 輸出。
若 s 為其它類型時，比方：int 類型，也是採用同種方式進行處理。
同理。依據實驗二的結果，在 String str = "a" + "b" + s; 時。先會優化成 "ab" 再與
s 依據實驗四的方式進行處理。這時 StringBuilder 僅調用了兩次 append 方法。
假設是 String str = "a" + s + "b"; 這樣的形式的就沒辦法優化了。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。
假設僅僅有一句 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下面的情況中：
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。
假設我們直接採用 StringBuilder 對象進行 append 的話，我們能夠節省 N - 1 次創建和
銷毀對象的時間。
String的'+'的性能及原理