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 本文，也是對(duì)于Java中字符串相關(guān)知識(shí)的一個(gè)補(bǔ)充，主要來介紹一下字符串拼接相關(guān)的知識(shí)。本文基于jdk1.8.0_181。

一、字符串拼接

字符串拼接是我們?cè)贘ava代碼中比較經(jīng)常要做的事情，就是把多個(gè)字符串拼接到一起。

我們都知道，String是Java中一個(gè)不可變的類，所以他一旦被實(shí)例化就無法被修改。

不可變類的實(shí)例一旦創(chuàng)建，其成員變量的值就不能被修改。這樣設(shè)計(jì)有很多好處，比如可以緩存hashcode、使用更加便利以及更加安全等。

但是，既然字符串是不可變的，那么字符串拼接又是怎么回事呢？

1、字符串不變性與字符串拼接

其實(shí)，所有的所謂字符串拼接，都是重新生成了一個(gè)新的字符串。下面一段字符串拼接代碼：

其實(shí)***我們得到的s已經(jīng)是一個(gè)新的字符串了。如下圖

s中保存的是一個(gè)重新創(chuàng)建出來的String對(duì)象的引用。

那么，在Java中，到底如何進(jìn)行字符串拼接呢？字符串拼接有很多種方式，這里簡(jiǎn)單介紹幾種比較常用的。

2、使用+拼接字符串

在Java中，拼接字符串最簡(jiǎn)單的方式就是直接使用符號(hào)+來拼接。如：

這里要特別說明一點(diǎn)，有人把Java中使用+拼接字符串的功能理解為運(yùn)算符重載。其實(shí)并不是，Java是不支持運(yùn)算符重載的。這其實(shí)只是Java提供的一個(gè)語(yǔ)法糖。后面再詳細(xì)介紹。

運(yùn)算符重載：在計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)中，運(yùn)算符重載（英語(yǔ)：operator overloading）是多態(tài)的一種。運(yùn)算符重載，就是對(duì)已有的運(yùn)算符重新進(jìn)行定義，賦予其另一種功能，以適應(yīng)不同的數(shù)據(jù)類型。

語(yǔ)法糖：語(yǔ)法糖（Syntactic sugar），也譯為糖衣語(yǔ)法，是由英國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)家彼得·蘭丁發(fā)明的一個(gè)術(shù)語(yǔ)，指計(jì)算機(jī)語(yǔ)言中添加的某種語(yǔ)法，這種語(yǔ)法對(duì)語(yǔ)言的功能沒有影響，但是更方便程序員使用。語(yǔ)法糖讓程序更加簡(jiǎn)潔，有更高的可讀性。

3、concat  

除了使用+拼接字符串之外，還可以使用String類中的方法concat方法來拼接字符串。如：

4、StringBuffer

關(guān)于字符串，Java中除了定義了一個(gè)可以用來定義字符串常量的String類以外，還提供了可以用來定義字符串變量的StringBuffer類，它的對(duì)象是可以擴(kuò)充和修改的。

使用StringBuffer可以方便的對(duì)字符串進(jìn)行拼接。如：

5、StringBuilder  

除了StringBuffer以外，還有一個(gè)類StringBuilder也可以使用，其用法和StringBuffer類似。如：

6、StringUtils.join  

除了JDK中內(nèi)置的字符串拼接方法，還可以使用一些開源類庫(kù)中提供的字符串拼接方法名，如apache.commons中提供的StringUtils類，其中的join方法可以拼接字符串。

這里簡(jiǎn)單說一下，StringUtils中提供的join方法，最主要的功能是：將數(shù)組或集合以某拼接符拼接到一起形成新的字符串，如：

并且，Java8中的String類中也提供了一個(gè)靜態(tài)的join方法，用法和StringUtils.join類似。

以上就是比較常用的五種在Java種拼接字符串的方式，那么到底哪種更好用呢？為什么阿里巴巴Java開發(fā)手冊(cè)中不建議在循環(huán)體中使用+進(jìn)行字符串拼接呢？

(阿里巴巴Java開發(fā)手冊(cè)中關(guān)于字符串拼接的規(guī)約)

接下來我們就來分析一下以上五種方式的底層原理，再來分析到底哪種更好。

二、使用+拼接字符串的實(shí)現(xiàn)原理

前面提到過，使用+拼接字符串，其實(shí)只是Java提供的一個(gè)語(yǔ)法糖， 那么，我們就來解一解這個(gè)語(yǔ)法糖，看看他的內(nèi)部原理到底是如何實(shí)現(xiàn)的。

還是這樣一段代碼。我們把他生成的字節(jié)碼進(jìn)行反編譯，看看結(jié)果。

反編譯后的內(nèi)容如下，反編譯工具為jad。

通過查看反編譯以后的代碼，我們可以發(fā)現(xiàn)，原來字符串常量在拼接過程中，是將String轉(zhuǎn)成了StringBuilder后，使用其append方法進(jìn)行處理的。

那么也就是說，Java中的+對(duì)字符串的拼接，其實(shí)現(xiàn)原理是使用StringBuilder.append。

三、concat是如何實(shí)現(xiàn)的

我們?cè)賮砜匆幌耤oncat方法的源代碼，看一下這個(gè)方法又是如何實(shí)現(xiàn)的。

這段代碼首先創(chuàng)建了一個(gè)字符數(shù)組，長(zhǎng)度是已有字符串和待拼接字符串的長(zhǎng)度之和，再把兩個(gè)字符串的值復(fù)制到新的字符數(shù)組中，并使用這個(gè)字符數(shù)組創(chuàng)建一個(gè)新的String對(duì)象并返回。

通過源碼我們也可以看到，經(jīng)過concat方法，其實(shí)是new了一個(gè)新的String，這也就呼應(yīng)到前面我們說的字符串的不變性問題上了。

四、StringBuffer和StringBuilder

接下來我們看看StringBuffer和StringBuilder的實(shí)現(xiàn)原理。

和String類類似，StringBuilder類也封裝了一個(gè)字符數(shù)組，定義如下：

與String不同的是，它并不是final的，所以他是可以修改的。另外，與String不同，字符數(shù)組中不一定所有位置都已經(jīng)被使用，它有一個(gè)實(shí)例變量，表示數(shù)組中已經(jīng)使用的字符個(gè)數(shù)，定義如下：

其append源碼如下：

該類繼承了AbstractStringBuilder類，看下其append方法：

append會(huì)直接拷貝字符到內(nèi)部的字符數(shù)組中，如果字符數(shù)組長(zhǎng)度不夠，會(huì)進(jìn)行擴(kuò)展。

StringBuffer和StringBuilder類似，***的區(qū)別就是StringBuffer是線程安全的，看一下StringBuffer的append方法。

該方法使用synchronized進(jìn)行聲明，說明是一個(gè)線程安全的方法。而StringBuilder則不是線程安全的。

五、StringUtils.join是如何實(shí)現(xiàn)的

通過查看StringUtils.join的源代碼，我們可以發(fā)現(xiàn)，其實(shí)他也是通過StringBuilder來實(shí)現(xiàn)的。

六、效率比較

既然有這么多種字符串拼接的方法，那么到底哪一種效率***呢？我們來簡(jiǎn)單對(duì)比一下。

我們使用形如以上形式的代碼，分別測(cè)試下五種字符串拼接代碼的運(yùn)行時(shí)間。得到結(jié)果如下：

從結(jié)果可以看出，用時(shí)從短到長(zhǎng)的對(duì)比是：

StringBuffer在StringBuilder的基礎(chǔ)上，做了同步處理，所以在耗時(shí)上會(huì)相對(duì)多一些，這個(gè)很好理解。

StringUtils.join也是使用了StringBuilder，并且其中還是有很多其他操作，所以耗時(shí)較長(zhǎng)，這個(gè)也容易理解。其實(shí)StringUtils.join更擅長(zhǎng)處理字符串?dāng)?shù)組或者列表的拼接。

那么問題來了，前面我們分析過，其實(shí)使用+拼接字符串的實(shí)現(xiàn)原理也是使用的StringBuilder，那為什么結(jié)果相差這么多，高達(dá)1000多倍呢？

我們?cè)侔岩韵麓a反編譯下：

反編譯后代碼如下：

我們可以看到，反編譯后的代碼，在for循環(huán)中，每次都是new了一個(gè)StringBuilder，然后再把String轉(zhuǎn)成StringBuilder，再進(jìn)行append。

而頻繁的新建對(duì)象當(dāng)然要耗費(fèi)很多時(shí)間了，不僅僅會(huì)耗費(fèi)時(shí)間，頻繁的創(chuàng)建對(duì)象，還會(huì)造成內(nèi)存資源的浪費(fèi)。

所以，阿里巴巴Java開發(fā)手冊(cè)建議：循環(huán)體內(nèi)，字符串的連接方式，使用 StringBuilder 的 append 方法進(jìn)行擴(kuò)展。而不要使用+。

七、總結(jié)

本文介紹了什么是字符串拼接，雖然字符串是不可變的，但是還是可以通過新建字符串的方式來進(jìn)行字符串的拼接。

常用的字符串拼接方式有五種，分別是使用+、使用concat、使用StringBuilder、使用StringBuffer以及使用StringUtils.join。

由于字符串拼接過程中會(huì)創(chuàng)建新的對(duì)象，所以如果要在一個(gè)循環(huán)體中進(jìn)行字符串拼接，就要考慮內(nèi)存問題和效率問題。

因此，經(jīng)過對(duì)比，我們發(fā)現(xiàn)，直接使用StringBuilder的方式是效率***的。因?yàn)镾tringBuilder天生就是設(shè)計(jì)來定義可變字符串和字符串的變化操作的。

但是，還要強(qiáng)調(diào)的是：

1、如果不是在循環(huán)體中進(jìn)行字符串拼接的話，直接使用+就好了。

2、如果在并發(fā)場(chǎng)景中進(jìn)行字符串拼接的話，要使用StringBuffer來代替StringBuilder。