JVM-字符串底层实现原理
什么字符串会进入字符串常量池
1. 直接写的字面量
2. 字面量的拼接结果（注意：如果字符串拼接中有变量则结果不会进入字符串常量池）
3. 调用String的intern方法可以将String存入字符串常量池
字面量的拼接原理
有如下示列代码
package com.hgy;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
public class hello {
public static void main(String[] args) {
String a = "hello" + " world";
}
}在idea中查看编译后的class文件
//
// Source code recreated from a .class file by IntelliJ IDEA
// (powered by Fernflower decompiler)
//
package com.hgy;
public class hello {
public hello() {
}
public static void main(String[] args) {
String a = "hello world";
}
}结论：
以上面两个文件我们可以看出，这种字符串的拼接在编译期间就已经优化了，直接就合并为一个字符串；并且这个字符串存放在字符串常量池
字符串和变量拼接原理
java源码
package com.hgy;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
public class hello {
public static void main(String[] args) {
String v = "java";
String a = v + "hello" + " world";
}
}利用jclasslib查看main方法的字节码命令
如果一下名词不明白请阅读请自行了解学习java虚拟机栈
我们可以发现就简单的两行代码，产生了这么多的字节码命令；在代码中我简单解释了每一行的作用，
0 ldc #2 <java> // 从字符串常量池加载java
2 astore_1 // 存储常量到索引为1的局部变量表中
3 new #3 <java/lang/StringBuilder> //给StringBuilder对象分配内存空间
6 dup
7 invokespecial #4 <java/lang/StringBuilder.<init>> //执行StringBuilder的构
造方法
10 aload_1 //获取局部变量表索引为1的引用地址，
11 invokevirtual #5 <java/lang/StringBuilder.append> //把上面加载的内容作为参数
传递给append方法
14 ldc #6 <hello world> // 从字符串常量池加载hello world
16 invokevirtual #5 <java/lang/StringBuilder.append> //把上面加载的内容作为参数
传递给append方法
19 invokevirtual #7 <java/lang/StringBuilder.toString> //调用toString方法
22 astore_2 //结果存储到局部变量表
23 return以上内容我们可以知道字符串拼接实际上就是创建了一个StringBuilder对象然后向里面append内容，最后调用toString方法获得结果
3.1 为什么结果没有存储在常量池
从上述字节码指令已经知道了字符串拼接结果是StringBuilder的toString方法的结果，那么toString里面具体做了什么事情，又是为什么结果不在常量池？
一下是StringBuilder.toString的源码以及字节码指令
@Override
public String toString() {
// Create a copy, don't share the array
//此处value为一个char数组【我的jdk版本为jdk8】
return new String(value, 0, count);
}
0 new #80 <java/lang/String>
3 dup
4 aload_0
5 getfield #234 <java/lang/StringBuilder.value>
8 iconst_0
9 aload_0
10 getfield #233 <java/lang/StringBuilder.count>
13 invokespecial #291 <java/lang/String.<init>>
16 areturn以上代码可以很好的解释实际上最终是调用了String的构造方法传入一个char数组，那么最终的结果肯定也就在咱么的堆空间
为什么字符串拼接效率低
4.1. 源码准备
首先编写两个方法一个使用字符串拼接，一个使用StringBuilder进行拼接;
public class hello {
public void concatStrByDefault() {
String basic = "name ";
for (int i = 0; i < 100; i++) {
basic += i;
}
System.out.println(basic);
}
public void concatStrByBuilder() {
StringBuilder basic = new StringBuilder("name ");
for (int i = 0; i < 100; i++) {
basic.append(i);
}
System.out.println(basic.toString());
}
}
4.2.字节码指令层面解析
一上代码的执行时间长短我就不在重复测试了相信大家都会，接下来我们来一起看看这两个方法字节码指令
concatStrByDefault方法的字节码指令如下
简单解释下循环是在33行的goto指令调到第5行这样不断循环；并且在11行也就是循环中不断的通过new创建了StringBuilder对象，也就是循环了多少次就创建了多少个StringBuilder
对象，并且如果大家看了我之前写字符串拼接原理，在StringBuilder的toString方法中还new了一个String对象；这里这么多对象的创建就必然需要垃圾回收效率自然就低了
0 ldc #2 <name >
2 astore_1
3 iconst_0
4 istore_2
5 iload_2
6 bipush 100
8 if_icmpge 36 (+28)
11 new #3 <java/lang/StringBuilder>
14 dup
15 invokespecial #4 <java/lang/StringBuilder.<init>>
18 aload_1
19 invokevirtual #5 <java/lang/StringBuilder.append>
22 iload_2
23 invokevirtual #6 <java/lang/StringBuilder.append>
26 invokevirtual #7 <java/lang/StringBuilder.toString>
29 astore_1
30 iinc 2 by 1
33 goto 5 (-28)
36 getstatic #8 <java/lang/System.out>
39 aload_1
40 invokevirtual #9 <java/io/PrintStream.println>
43 returnconcatStrByBuilder方法的字节码指令
此处循环在27行的goto指令跳到12行，并且循环之间是没有创建新对象的，紧紧只是调用了append方法，这里就能很明显的看出这种方式比普通拼接少创建了很多的对象
0 new #3 <java/lang/StringBuilder>
3 dup
4 ldc #2 <name >
6 invokespecial #10 <java/lang/StringBuilder.<init>>
9 astore_1
10 iconst_0
11 istore_2
12 iload_2
13 bipush 100
15 if_icmpge 30 (+15)
18 aload_1
19 iload_2
20 invokevirtual #6 <java/lang/StringBuilder.append>
23 pop
24 iinc 2 by 1
27 goto 12 (-15)
30 getstatic #8 <java/lang/System.out>
33 aload_1
34 invokevirtual #7 <java/lang/StringBuilder.toString>
37 invokevirtual #9 <java/io/PrintStream.println>
40 return
4.3. 总结
拼接效率低的主要原因也就是每一次拼接都创建了一个StringBuilder对象，并且在赋值是又需要调用toString方法，而toString方法的实现里面有new了一个String对象，所以拼接的效率很低。
腾讯云开发者
