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深度剖析StringBuilder can be replaced with String

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Java

一、背景

在写代码的时候使用 StringBuilder 进行字符串拼接时，IDEA 很可能会给出下面的提示： ‘StringBuilder’ can be replaced with ‘String’ 。

那么为什么会给出这种提示？这种提示意味着什么？

二、思考

之前有讲过：“每一个疑问背后都隐藏着至少一个盲点和学习的绝佳机会”。因此我们不会轻易放过这个机会。

另外很多人这个时候可能就要开始百度了！

停！！

“《阿里巴巴Java开发手册》详解” 专栏里有讲到“先猜想后验证”的思想，对学习源码等有很大帮助，这样印象会更深刻。

根据提示：‘StringBuilder’ can be replaced with ‘String’ ，说明这种情况下可以将 StringBuilder 替换成 String。

我们知道之所以用 StringBuilder 是为了避免字符串拼接过程中产生很多不必要的字符串对象。

那么既然可以替换为 String ，说明这种情况下两者可能等价，也就是说底层是一样的。

三、分析

“《阿里巴巴Java开发手册》详解” 专栏里有讲过写 DEMO ，反编译和反汇编是学习的一个重要手段。

那咱们直接写个 DEMO验证下吧：

public class StringDemo {

    public static void main(String[] args) {
        String a = "a";
        Integer b = 0;
        Long c = 1000L;
        useStringBuilder(a, b, c);
        usePlus(a, b, c);
    }

    /**
     * 使用 StringBuilder 拼接
     */
    private static void useStringBuilder(String a, Integer b, Long c) {
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        stringBuilder.append(a).append(b).append(c);
        System.out.println(stringBuilder.toString());
    }

    /**
     * 直接使用+号进行字符串拼接
     */
    private static void usePlus(String a, Integer b, Long c) {
        System.out.println(a + b + c);
    }

}

使用 IDEA 自带的反编译工具，发现和源代码几乎相同（这里就不给出了）。

接下来尝试反汇编 javap -c -p StringDemo(之前已经通过 javac 进行了编译)：

public class com.chujianyun.common.str.StringDemo {
  public com.chujianyun.common.str.StringDemo();
    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 a
       2: astore_1
       3: iconst_0
       4: invokestatic  #3                  // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;
       7: astore_2
       8: ldc2_w        #4                  // long 1000l
      11: invokestatic  #6                  // Method java/lang/Long.valueOf:(J)Ljava/lang/Long;
      14: astore_3
      15: aload_1
      16: aload_2
      17: aload_3
      18: invokestatic  #7                  // Method useStringBuilder:(Ljava/lang/String;Ljava/lang/Integer;Ljava/lang/Long;)V
      21: aload_1
      22: aload_2
      23: aload_3
      24: invokestatic  #8                  // Method usePlus:(Ljava/lang/String;Ljava/lang/Integer;Ljava/lang/Long;)V
      27: return

  private static void useStringBuilder(java.lang.String, java.lang.Integer, java.lang.Long);
    Code:
       0: new           #9                  // class java/lang/StringBuilder
       3: dup
       4: invokespecial #10                 // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
       7: astore_3
       8: aload_3
       9: aload_0
      10: invokevirtual #11                 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
      13: aload_1
      14: invokevirtual #12                 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/StringBuilder;
      17: aload_2
      18: invokevirtual #12                 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/StringBuilder;
      21: pop
      22: getstatic     #13                 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
      25: aload_3
      26: invokevirtual #14                 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
      29: invokevirtual #15                 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
      32: return

  private static void usePlus(java.lang.String, java.lang.Integer, java.lang.Long);
    Code:
       0: getstatic     #13                 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
       3: new           #9                  // class java/lang/StringBuilder
       6: dup
       7: invokespecial #10                 // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
      10: aload_0
      11: invokevirtual #11                 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
      14: aload_1
      15: invokevirtual #12                 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/StringBuilder;
      18: aload_2
      19: invokevirtual #12                 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/StringBuilder;
      22: invokevirtual #14                 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
      25: invokevirtual #15                 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
      28: return
}

注：大家也可以使用专栏第一个加餐文章中推荐的 jclasslib 字节码插件插件来查看字节码

大家可以对比下 usePlus 函数和 useStringBuilder 函数的字节码指令会发现带变量的 + 号拼接方式最终将转化为 StringBuilder 进行字符串拼接。

相当于是编译器的优化，因此 IDEA 检测到两者等价，为了让代码更加简洁，所以给出了上述提示。
为了再次印证这个想法我们打开《Java 语言规范》15.18.1. String Concatenation Operator +：

An implementation may choose to perform conversion and concatenation in one step to avoid creating and then discarding an intermediate String object. To increase the performance of repeated string concatenation, a Java compiler may use the StringBuffer class or a similar technique to reduce the number of intermediate String objects that are created by evaluation of an expression.

Java 语言实现可以选择在某个步骤中执行转换和拼接，以避免先创建然后又丢弃中间的字符串对象。为了提高字符串连接操作的性能，Java 编译器可以使用功能 StringBuilder 类或者类似的技术来减少计算表达式时创建的中间 String 对象的数量。

因此问题就彻底清楚了。

四、总结

之前有写过《为什么要推荐大家学习字节码》和《每一个疑问背后都隐藏着至少一个盲点和学习的绝佳机会》两篇文章。希望大家能够真正理解学习字节码的用处；能够真真抓住每一次疑问，通过对每一个疑问的深入探究来彻底掌握某个知识。另外强烈推荐大家多看《Java 语言规范》和《Java 虚拟规范》，它们更全面且更权威。

希望本文能对大家有帮助。欢迎关注我的专栏，如果有任何问题想和我交流，欢迎留言评论。

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