很多講Java優(yōu)化的文章都會強調(diào)對String拼接的優(yōu)化。倒不用特意記，本質(zhì)上在于對不可變類優(yōu)勢和劣勢的理解上。

需要關(guān)注的是編譯器對String拼接做出的優(yōu)化，在簡單場景下的性能能夠與StringBuilder相當，復雜場景下仍然有較大的性能問題。網(wǎng)上關(guān)于這一問題講的非常亂；如果我講的有什么紕漏，也歡迎指正。

本文用到了反編譯工具jad。在查閱網(wǎng)上關(guān)于String拼接操作的優(yōu)化時發(fā)現(xiàn)了這個工具，能同時反編譯出來源碼和字節(jié)碼，親測好用，點我下載。

String拼接的性能問題

優(yōu)化之前，每次用”+”拼接，都會生成一個新的String。特別在循環(huán)拼接字符串的場景下，性能損失是極其嚴重的：

空間浪費：每次拼接的結(jié)果都需要創(chuàng)建新的不可變類

時間浪費：創(chuàng)建的新不可變類需要初始化；產(chǎn)生大量“短命”垃圾，影響 young gc甚至full gc

所謂簡單場景

簡單場景和復雜場景是我亂起的名字，幫助理解編譯器的優(yōu)化方案。

簡單場景可理解為在一句中完成拼接：

int?i?=?0;String?sentence?=?“Hello”?+?“world”?+?String.valueOf(i)?+?“”;System.out.println(sentence);

利用jad可看到優(yōu)化結(jié)果：

int?i?=?0;String?sentence?=?(new?StringBuilder()).append(“Hello”).append(“world”).append(String.valueOf(i)).append(“”).toString();System.out.println(sentence);

是不是很神奇，竟然把String的拼接操作優(yōu)化成了StringBuilder#append()！

此時，可以認為已經(jīng)將簡單場景的空間性能、時間性能優(yōu)化到最優(yōu)(僅針對String拼接操作而言)，看起來編譯器已經(jīng)完成了必要的優(yōu)化。你可以測試一下，簡單場景下的性能能夠與StringBuilder相當。但是——“但是”以前的都是廢話——編譯器的優(yōu)化對于復雜場景的幫助卻很有限了。

所謂復雜場景

所謂復雜場景，可理解為“編譯器不確定(或很難確定，于是不做分析)要進行多少次字符串拼接后才需要轉(zhuǎn)換回String”?？赡鼙硎霾粶蚀_，理解個大概就好。

我們分析一個最簡單的復雜場景：

String?sentence?=?“”;for?(int?i?=?0;?i?

理想的優(yōu)化方案

當然，無論什么場景，程序猿都可以手動優(yōu)化：

• 在性能敏感的場景使用StringBuilder完成拼接。
• 在性能不敏感的場景使用更方便的String。

PS：別吐槽，這樣的API設(shè)計是合理的，在合適的地方做合適的事。

理想目標是把這件事交給javac和JIT：

• 設(shè)定一個拼接次數(shù)的閾值，超過閾值就啟動優(yōu)化(對于javac有一個編譯期的閾值，JIT有一個運行期的閾值，以分階段優(yōu)化)。
• 優(yōu)化時，在拼接前生成StringBuilder對象，將拼接操作換成StringBuilder#append()，繼續(xù)使用該對象，直至“需要”String對象時，使用StringBuilder#toString()“懶加載”新的String對象。

該優(yōu)化方案的難度在于代碼分析：機器很難知道到底何時“需要”String對象，所以也很難在合適的位置注入代碼完成“懶加載”。

雖然很難實現(xiàn)，但還是給出理想的優(yōu)化結(jié)果，以供實際方案對比：

String?sentence?=?“”;StringBuilder?sentenceSB?=?new?StringBuilder(sentence);for?(int?i?=?0;?i?

實際的優(yōu)化方案

利用jad查看實際的優(yōu)化結(jié)果：

String?sentence?=?“”;for?(int?i?=?0;?i?

可以看到，實際上編譯器的優(yōu)化只能達到簡單場景的最優(yōu)：僅優(yōu)化字符串拼接的一句。這種優(yōu)化程度，對于上述復雜場景的性能提升很有限，循環(huán)時還是會生成大量短命垃圾，特別是字符串拼接到很大的時候，空間和時間上都是致命的。

通過對理想方案的分析，我們也能理解編譯器優(yōu)化的無奈之處：編譯器無法(或很難)通過代碼分析判斷何時是最晚進行懶加載的時機。為什么呢？我們將代碼換個形式可能更容易理解：

String?sentence?=?“”;for?(int?i?=?0;?i?

觀察第3行的代碼，等式右側(cè)引用了sentence。我肉眼知道這句話只完成了字符串拼接，機器呢？最起碼，現(xiàn)在的機器還很難通過代碼判斷。

待以后將人工智能與編譯優(yōu)化結(jié)合起來，就算只能以90%的概率完成優(yōu)化，也是非常cool的。

總結(jié)

這個問題我沒有做性能測試。其實也沒必要過于深究，與其讓編譯器以隱晦的方式完成優(yōu)化，不如用代碼進行主動、清晰的優(yōu)化，讓代碼能夠“自解釋”。

那么，如果需要優(yōu)化，使用StringBuilder吧。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的string拼接_String拼接操作-的优化的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。