为什么 Java 8 中不需要 StringBuilder 拼接字符串

Z时代
2024-01-10
分类：综合

在Java开发者中，字符串的拼接占用资源高往往是热议的话题.

让我们深入讨论一下为什么会占用高资源。

在Java中，字符串对象是不可变的，意思是它一旦创建，你就无法再改变它。所以在我们拼接字符串的时候，创建了一个新的字符串，旧的被垃圾回收器所标记。

如果我们处理上百万的字符串，然后，我们就会生成百万的额外字符串被垃圾回收器处理。

虚拟机底层在拼接字符串时执行了众多操作。拼接字符串最直接的点操作(dot operator)就是String#concat(String)操作。


public String concat(String str) {
int otherLen = str.length();
if (otherLen == 0) {
return this;
}
int len = value.length;
char buf[] = Arrays.copyOf(value, len + otherLen);
str.getChars(buf, len);
return new String(buf, true);
}
public static char[] copyOf(char[] original, int newLength) {
char[] copy = new char[newLength];
System.arraycopy(original, 0, copy, 0,
Math.min(original.length, newLength));
return copy;
}
void getChars(char dst[], int dstBegin) {
System.arraycopy(value, 0, dst, dstBegin, value.length);
}

你可以看到一个字符数组被创建，长度则是已有字符和拼接的字符长度之和。然后，它们的值复制到新的字符数组中。最后，用这个字符数组创建一个String对象并返回。

所以这些操作繁多，如果你计算一下，会发现是O(n^2)的复杂度。

为了解决这个问题，我们使用StringBuilder类。它就像可变的String类。拼接方法帮助我们避免不必要的复制。它拥有O(n)的复杂度，远远优于O(n^2)。

然而Java 8默认使用StringBuilder拼接字符串。

Java 8的文档说明:

为了提高字字符串拼接的性能，Java编译器可以使用StringBuffer类或类似技术，在使用求值表达式时，减少中间String对象的创建。

Java编译器处理这种情况:


public class StringConcatenateDemo {
public static void main(String[] args) {
String str = "Hello ";
str += "world";
}
}

上面的代码会被编译成如下字节码:


public class StringConcatenateDemo {
public StringConcatenateDemo();
Code:
0: aload_0
1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V
4: return
public static void main(java.lang.String[]);
Code:
0: ldc #2 // String Hello
2: astore_1
3: new #3 // class java/lang/StringBuilder
6: dup
7: invokespecial #4 // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
10: aload_1
11: invokevirtual #5 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
14: ldc #6 // String world
16: invokevirtual #5 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
19: invokevirtual #7 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
22: astore_1
23: return
}