为何拼接大量字符串时使用StringBuilder更好

在Java中字符串是一个常用的东西,而其一个常用的操作是字符串的拼接,Java对此提供了一种非常直观的操作方式——即 + 操作符。

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String str0 = "a";
String str1 = str0 + "b";

如上的程序片段就实现了一个字符串的拼接,可以看到整个描述非常简洁,一目了然。学习Java的时候,这是接触到的第一种拼接字符串的方式,先入为主的印象会让你在以后需要拼接字符串时第一时间想到它,但是,你会听到大家都说:拼接大量的字符串时使用StringBuilder更好,这是为什么呢?

让我们看看编译器是怎么处理 + 操作符的。下面是上一个程序片段编译后的字节码指令:

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public static void main(java.lang.String[]);
Code:
0: ldc #2 // String a
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 b
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_2
23: return
}

通过阅读这段字节码,可以发现,我们的+拼接操作实际上被编译器理解成了这个样子:

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String str0 = "a";
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append(str0).append("b");
String str1 = sb.toString();

中间多出来了一个StringBuilder对象,这是一个临时对象。

假设我们现在有这样一段程序片段:

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String str0 = "a";
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
str0 += "a";
}

再来看看编译后的字节码:

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public static void main(java.lang.String[]);
Code:
0: ldc #2 // String a
2: astore_1
3: iconst_0
4: istore_2
5: iload_2
6: sipush 10000
9: if_icmpge 38
12: new #3 // class java/lang/StringBuilder
15: dup
16: invokespecial #4 // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
19: aload_1
20: invokevirtual #5 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
23: ldc #2 // String a
25: invokevirtual #5 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
28: invokevirtual #6 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
31: astore_1
32: iinc 2, 1
35: goto 5
38: return
}

5~35是我们的循环体,在循环体里面,每次拼接都会生成一个StringBuilder的临时对象,那么这个程序片段执行下去就会产生10000个StringBuilder的临时对象,这10000个临时对象都是必要的吗?
显然不是,我们可以在循环体外直接创建一个StringBuilder对象,然后在循环体中通过append方法拼接字符串,这样就省下了创建并回收10000个临时对象的消耗。

所以,在需要拼接大量字符串时,还是使用StringBuilder对象为好。

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