Java 编译器如何处理 StringBuilder(a + b + c + d)？答案

【问题标题】：How does the Java compiler handle StringBuilder(a + b + c + d)?Java 编译器如何处理 StringBuilder(a + b + c + d)？
【发布时间】：2021-04-09 10:00:35
【问题描述】：

我正在处理一个包含大量遗留代码的应用程序。我经常看到的是在 StringBuilder 参数中使用“+”进行字符串连接。
示例：

StringBuilder sb = new StringBuilder("This "
        + "looks "
        + "rather "
        + "weird "
        + "to "
        + "me.")

据我所知，编译器将使用 + 运算符的字符串连接替换为 StringBuilder().append()。
恐怕现在编译器会创建一个临时 StringBuilder 来执行连接，然后转换为 toString() 并将结果插入现有的 StringBuilder。

我的问题是：编译器是否能够优化嵌套的 StringBuilder ？如果不是，我应该重写代码以节省几个 CPU 周期吗？它显然有效，但每次看到它都会伤害我的眼睛。

感谢您的任何见解！

【问题讨论】：

你在哪里看到compiler replaces a string concatenation that uses the + operator with StringBuilder().append()？如果这是真的，我们不会关心使用 StringBuilder 或字符串连接
@azro：这个逻辑根本不符合。 StringBuilder 允许您动态地 追加（例如在循环中）。我相信+确实使用StringBuilder。
@azro 是的，通过+ 使用连接将隐式转换为使用StringBuilder。只有在连接多个语句时，尤其是循环时，才应该显式使用StringBuilder。
@azro: 在调用栈中可以看到

标签： java stringbuilder

【解决方案1】：

编译器优化字符串文字常量的连接：

StringBuilder sb = new StringBuilder("This "
        + "looks "
        + "rather "
        + "weird "
        + "to "
        + "me.");

在运行时完全等同于：

StringBuilder sb = new StringBuilder("This looks rather weird to me.");

这也适用于任何 String 编译时常量，而不仅仅是文字。

您可能已经阅读过有关使用非常数时的担忧：

StringBuilder sb = new StringBuilder("This "
        + arg1
        + var2);

相当于：

StringBuilder sb = new StringBuilder(new StringBuilder("This ")
        .append(arg1)
        .append(var2)
        .toString());

如果您将其重写为：

StringBuilder sb = new StringBuilder("This ")
        .append(arg1)
        .append(var2);

【讨论】：

如果字符串生成器不用于其他任何用途，将其替换为"This " + arg1 + var2 效率更高。处理StringBuilder 仅在涉及条件片段或循环时才会得到回报。顺便说一句，编译时常量折叠适用于所有常量，而不仅仅是字符串，例如"a " + 1 + " b" 编译为 "a 1 b"。

【解决方案2】：

要添加到@k314159 的答案，确定编译器如何转换任何特定代码块很容易，如果你隔离它，用javac 编译它，然后使用javap 在其上运行反汇编程序以查看生成的（注释) 字节码。

例如，如果您将 StringBuilder 代码隔离到一个最小类中：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder("This "
        + "looks "
        + "rather "
        + "weird "
        + "to "
        + "me.");
    }
}

然后您可以像这样编译和反汇编输出：

javac Test.java && javap -c Test.class

输出是：

Compiled from "Test.java"
public class Test {
  public Test();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: new           #2                  // class java/lang/StringBuilder
       3: dup
       4: ldc           #3                  // String This looks rather weird to me.
       6: invokespecial #4                  // Method java/lang/StringBuilder."<init>":(Ljava/lang/String;)V
       9: astore_1
      10: return
}

在这种情况下，您感兴趣的线路应该在这里：

4: ldc           #3                  // String This looks rather weird to me.

您可能已经猜到了，这条指令将一个（字符串）常量压入堆栈。注释清楚地表明本例中的常量是单个字符串，即："This looks rather weird to me."

希望能稍微揭开内部的神秘面纱！

【讨论】：