为什么阿里巴巴Java开发手册中不建议在循环体中使用+进行字符串拼接？

之前在阅读《阿里巴巴Java开发手册》时，发现有一条是关于循环体中字符串拼接的建议，具体内容如下：

那么我们起首来用例子来看看在循环体中用 + 或者用 StringBuilder 举行字符串拼接的服从怎样吧（JDK版本为 jdk1.8.0_201）。

1. <code>package com.wupx.demo;
3. /**
4. * @author wupx
5. * @date 2019/10/23
6. */
7. public class StringConcatDemo {
8. public static void main(String[] args) {
9. long s1 = System.currentTimeMillis();
10. new StringConcatDemo().addMethod();
11. System.out.println("利用 + 拼接:" + (System.currentTimeMillis() - s1));
13. s1 = System.currentTimeMillis();
14. new StringConcatDemo().stringBuilderMethod();
15. System.out.println("利用 StringBuilder 拼接:" + (System.currentTimeMillis() - s1));
16. }
18. public String addMethod() {
19. String result = "";
20. for (int i = 0; i < 100000; i++) {
21. result += (i + "武培轩");
22. }
23. return result;
24. }
26. public String stringBuilderMethod() {
27. StringBuilder result = new StringBuilder();
28. for (int i = 0; i < 100000; i++) {
29. result.append(i).append("武培轩");
30. }
31. return result.toString();
32. }
33. }</code>

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实行效果如下：

1. <code>利用 + 拼接:29282
2. 利用 StringBuilder 拼接:4</code>

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为什么这两种方法的时间会差这么多呢？接下来让我们一起进一步研究。

为什么 StringBuilder 比 + 快这么多？

从字节码层面来看下，为什么循环体中字符串拼接 StringBuilder 比 + 快这么多？

利用 javac StringConcatDemo.java 下令编译源文件，利用 javap -c StringConcatDemo 下令检察字节码文件的内容。

此中 addMethod() 方法的字节码如下：

1. <code> public java.lang.String addMethod();
2. Code:
3. 0: ldc #16 // String
4. 2: astore_1
5. 3: iconst_0
6. 4: istore_2
7. 5: iload_2
8. 6: ldc #17 // int 100000
9. 8: if_icmpge 41
10. 11: new #7 // class java/lang/StringBuilder
11. 14: dup
12. 15: invokespecial #8 // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
13. 18: aload_1
14. 19: invokevirtual #10 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
15. 22: iload_2
16. 23: invokevirtual #18 // Method java/lang/StringBuilder.append:(I)Ljava/lang/StringBuilder;
17. 26: ldc #19 // String wupx
18. 28: invokevirtual #10 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
19. 31: invokevirtual #12 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
20. 34: astore_1
21. 35: iinc 2, 1
22. 38: goto 5
23. 41: aload_1
24. 42: areturn</code>

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可以看出，第 8 行到第 38 行构成了一个循环体：在第 8 行的时间做条件判定，如果不满意循环条件，则跳转到 41 行。编译器做了一定水平的优化，在 11 行 new 了一个 StringBuilder 对象，然后再 19 行、23 行、28 行举行了三次 append() 方法的调用，不外每次循环都会重新 new 一个 StringBuilder 对象。

再来看 stringBuilderMethod() 方法的字节码：

1. <code> public java.lang.String stringBuilderMethod();
2. Code:
3. 0: new #7 // class java/lang/StringBuilder
4. 3: dup
5. 4: invokespecial #8 // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
6. 7: astore_1
7. 8: iconst_0
8. 9: istore_2
9. 10: iload_2
10. 11: ldc #17 // int 100000
11. 13: if_icmpge 33
12. 16: aload_1
13. 17: iload_2
14. 18: invokevirtual #18 // Method java/lang/StringBuilder.append:(I)Ljava/lang/StringBuilder;
15. 21: ldc #19 // String wupx
16. 23: invokevirtual #10 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
17. 26: pop
18. 27: iinc 2, 1
19. 30: goto 10
20. 33: aload_1
21. 34: invokevirtual #12 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
22. 37: areturn</code>

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13 行到 30 行构成了循环体，可以看出，在第4行（循环体外）就构建好了 StringBuilder 对象，然后再循环体内只举行 append() 方法的调用。

由此可以看出，在 for 循环中，利用 + 举行字符串拼接，每次都是 new 了一个 StringBuilder，然后再把 String 转成 StringBuilder，再举行 append，而频仍的新建对象不仅要泯灭许多时间，还会造成内存资源的浪费。这就从字节码层面表明了为什么不建议在循环体内利用 + 去举行字符串的拼接。

接下来再来让我们看下利用 + 或者 StringBuilder 拼接字符串的原理吧。

利用 + 拼接字符串

在 Java 开发中，最简朴常用的字符串拼接方法就是直接利用 + 来完成：

1. <code>String boy = "wupx";
2. String girl = "huyx";
3. String love = boy + girl;</code>

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反编译后的内容如下：（利用的反编译工具为 jad）

1. <code>String boy = "wupx";
2. String girl = "huyx";
3. String love = (new StringBuilder()).append(boy).append(girl).toString();</code>

复制代码

通过检察反编译以后的代码，可以发现，在字符串常量在拼接过程中，是将 String 转成了 StringBuilder 后，利用其 append() 方法举行处理的。

那么也就是说，Java中的 + 对字符串的拼接，其实现原理是利用 StringBuilder 的 append() 来实现的，利用 + 拼接字符串，其实只是 Java 提供的一个语法糖。

利用 StringBuilder 拼接字符串

StringBuilder 的 append 方法就是第二个常用的字符串拼接姿势了。

和 String 类雷同，StringBuilder 类也封装了一个字符数组，定义如下：

1. <code>char[] value;</code>

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与 String 不同的是，它并不是 final 的，所以是可以修改的。另外，与 String 不同，字符数组中不一定全部位置都已经被利用，它有一个实例变量，表现数组中已经利用的字符个数，定义如下：

1. <code>int count;</code>

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其 append() 方法源码如下：

1. <code>public StringBuilder append(String str) {
2. super.append(str);
3. return this;
4. }</code>

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该类继承了 AbstractStringBuilder 类，看下其 append() 方法：

1. <code>public AbstractStringBuilder append(String str) {
2. if (str == null)
3. return appendNull();
4. int len = str.length();
5. ensureCapacityInternal(count + len);
6. str.getChars(0, len, value, count);
7. count += len;
8. return this;
9. }</code>

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起首判定拼接的字符串 str 是不是 null，如果是，调用 appendNull() 方法举行处理，appendNull() 方法的源码如下：

1. <code>private AbstractStringBuilder appendNull() {
2. int c = count;
3. ensureCapacityInternal(c + 4);
4. final char[] value = this.value;
5. value[c++] = &#39;n&#39;;
6. value[c++] = &#39;u&#39;;
7. value[c++] = &#39;l&#39;;
8. value[c++] = &#39;l&#39;;
9. count = c;
10. return this;
11. }</code>

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如果字符串 str 不为 null，则判定拼接后的字符数组长度是否超过当前数组长度，如果超过，则调用 Arrays.copyOf() 方法举行扩容并复制，ensureCapacityInternal() 方法的源码如下：

1. <code>private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) {
2. if (minimumCapacity - value.length > 0) {
3. value = Arrays.copyOf(value,
4. newCapacity(minimumCapacity));
5. }
6. }</code>

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末了，将拼接的字符串 str 复制到目的数组 value 中。

1. <code>str.getChars(0, len, value, count);</code>

复制代码

总结

本文针对《阿里巴巴Java开发手册》中的循环体中拼接字符串建议出发，从字节码层面，来表明为什么 StringBuilder 比 + 快，还分别介绍了字符串拼接中 + 和 StringBuilder 的原理，因此在循环体拼接字符串时，应该利用 StringBuilder 的 append() 去完成拼接。

来源：https://www.cnblogs.com/wupeixuan/p/11729920.html