String拼接字符串底层原理

￡神魔★判官ぃ 2022-04-15 00:15 286阅读 0赞

**JDK版本：1.8**

### 先上结果： ###

### 原理：jdk1.8之后字符串拼接底层就是创建了一个StringBuilder，然后调用append方法，最后调用toString转化成String ###

# 结论：java9之前，StringBuilder的append方法效率永远大于用+拼接，且拼接次数越多，差距越大！ #

（9之后呢？[https://blog.csdn.net/qq\_35425070/article/details/90718963][https_blog.csdn.net_qq_35425070_article_details_90718963]）

**下面是特殊情况和通常情况的底层探究：**

实际代码：

public class aaa {
    	public static void main(String[] args) {
    		String a = "abc";
    		a = a + "d";
    	}
    }

编译器之后的等效代码：

public class aaa {
    	public static void main(String[] args) {
    		String a = "abc";
    		StringBuilder temp = new StringBuilder(a);
    		temp.append("d");
    		a = temp.toString();
    	}
    }

## Why？ ##

来看javap之后的字节码，下面仅贴上主函数：

public static void main(java.lang.String[]);
        descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
        flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
        Code:
          stack=3, locals=2, args_size=1
             0: ldc           #16                 // String abc
             2: astore_1
             3: new           #18                 // class java/lang/StringBuilder
             6: dup
             7: aload_1
             8: invokestatic  #20                 // Method java/lang/String.valueOf:(Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/String;
            11: invokespecial #26                 // Method java/lang/StringBuilder."<init>":(Ljava/lang/String;)V
            14: ldc           #29                 // String d
            16: invokevirtual #31                 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
            19: invokevirtual #35                 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
            22: astore_1
            23: return
          LineNumberTable:
            line 7: 0
            line 8: 3
            line 9: 23
          LocalVariableTable:
            Start  Length  Slot  Name   Signature
                0      24     0  args   [Ljava/lang/String;
                3      21     1     a   Ljava/lang/String;
    }

可以看到2行的java代码转换成字节码之后有23行，为了让小白也看懂，先来解释一下命令，

ldc 将常量池中的常量值"abc"入栈

astore\_1 把栈顶引用类型值保存到变量1，（这里变量1就是a，思考那变量0是什么，看底下本地变量表发现变量0是函数的参数 args，特意把底下变量表也贴上了）

new   创建一个新的对象,从字节码的注释中可以看出编译器在这帮我们new了一个StingBuilde类型的对象

dup  复制栈顶一个字长的数据，将复制后的数据压栈。

aload\_1  从局部变量1中装载引用类型值入栈。

invokestatic   调用静态方法。从注释中可以看出调用了String类的ValueOf(Object obj)方法，返回值是String类型，这个是由于参数不匹配时候自动调用的，哪里不匹配了？继续往下看，答案就在下一行。![20181119143825530.png][]

11: invokespecial \#26                 // Method java/lang/StringBuilder."<init>":(Ljava/lang/String;)V

这里调用了StringBuilder的构造方法，哪个对象调用的呢？就是第3行new的时候那个Stringbuilder对象调用的，到源码里看一下是哪个方法究竟，eclipse 里按 ctrl + o 发现了这个方法，他的参数需要一个str类型的变量，你给我的是object类型，聪明的jvm编辑器帮我们调用了一次上面提到的String.ValueOf(Object obj)：上一行的结果作为这一行的参数。

![2018111914424812.png][]  
        14: ldc           \#29                 // String d

将常量池中的常量值"d"入栈  
        16: invokevirtual \#31                 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;

invokevirtual    运行时方法绑定调用方法。从注释中可以看出来，是调用的StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)方法，贴上jdk源码：

![20181119144618291.png][]

即调用了append方法  
        19: invokevirtual \#35                 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;

invokevirtual还是运行时方法绑定调用方法。从注释中可以看出来，是调用的StringBuilder.toString:()方法，贴上jdk源码：

![20181119144850451.png][]  
        22: astore\_1

将栈顶引用类型值保存到局部变量1中。这里局部变量1 查局部变量表可以看到是a，即把刚才toString的值赋值给了a（注意是引用）  
        23: return

方法执行完毕，return

另附我改写的+号拼接java字节码：

public static void main(java.lang.String[]);
        descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
        flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
        Code:
          stack=3, locals=3, args_size=1
             0: ldc           #16                 // String abc
             2: astore_1
             3: new           #18                 // class java/lang/StringBuilder
             6: dup
             7: aload_1
             8: invokespecial #20                 // Method java/lang/StringBuilder."<init>":(Ljava/lang/String;)V
            11: astore_2
            12: aload_2
            13: ldc           #23                 // String d
            15: invokevirtual #25                 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
            18: pop
            19: aload_2
            20: invokevirtual #29                 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
            23: astore_1
            24: return
          LineNumberTable:
            line 7: 0
            line 8: 3
            line 9: 12
            line 10: 19
            line 11: 24
          LocalVariableTable:
            Start  Length  Slot  Name   Signature
                0      25     0  args   [Ljava/lang/String;
                3      22     1     a   Ljava/lang/String;
               12      13     2  temp   Ljava/lang/StringBuilder;
    }

可以看到java8对+拼接字符串做了一定的优化。

## 想继续深入探讨的下面仅仅举几个例子，自己编译查看： ##

public class aaa {
    //第一种写法
    /*	public static void main(String[] args) {
    		String a = "abc";
    		StringBuilder temp = new StringBuilder(a);
    		temp.append("d");
    		temp.append("e");
    		temp.append("f");
    		temp.append("g");
    		a = temp.toString();
    	}*/
    //第二种写法
    	/*public static void main(String[] args) {
    		String a = "abc";
    		a = a + "d";
    		a = a + "e";
    		a = a + "f";
    		a = a + "g";
    	}*/
    //第三种，特意写出来，没有可比性，实际中不会有人这么写，因为这样写相当于 a = a + "defg".
    	public static void main(String[] args) {
    		String a = "abc";
    		a = a + "d" + "e" + "f" + "g";
    	}
    }

**其中推荐第一种写法，查看java字节码发现字节码只有45行，而用拼接方式，字节码长度达到了83行，如果拼接的次数更多，执行的效率差距将更大。**

## 所以尽管jdk8对+做了优化，但还是用Stringbuilder的append方法效率更高。 ##

更多java字节码解释：[https://blog.csdn.net/qq\_35425070/article/detils/84248082][https_blog.csdn.net_qq_35425070_article_detils_84248082]

[https_blog.csdn.net_qq_35425070_article_details_90718963]: https://blog.csdn.net/qq_35425070/article/details/90718963
[20181119143825530.png]: /images/20220415/8b5176ab9d7c43b3ba6a7b702d2f2e99.png
[2018111914424812.png]: /images/20220415/cb00836c61e940f6b978363945635c6f.png
[20181119144618291.png]: /images/20220415/0a5cc28d936949eb84775920c17e5858.png
[20181119144850451.png]: /images/20220415/61d70113d51347439ad54e8bef790b9b.png
[https_blog.csdn.net_qq_35425070_article_detils_84248082]: https://blog.csdn.net/qq_35425070/article/details/84248082