Java字符串追加时的自动优化机制 - StringBuilder类

1. String 类(字符串)的特点

• 字符串是常量，创建后不可改变；
• 字符串字面值存储在字符串池中，可以共享；

JVM内存管理中：栈、堆、方法区（方法区中有常量池，常量池中嵌套了字符串池）

先来看个简单的案例：

public class TestString {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "Hello";
        
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            str += i;
        }
        
        System.out.println(str);
    }
}

这种追加字符串的情况，在理论上会产生若干的中间变量，浪费内存。
而实际结果却不然，如何说明和证明呢？

2. Java反编译分析字符串追加时的优化

找到编译生成的.class文件，然后对应目录下，执行反编译命令：
javap -v TestString > TestString.bytecode
命令说明：
-v 是输出附加信息
TestString 是类名即文件名
> 重定向符号，将命令的输出全部重定向到文件中保存
.bytecode 后缀名无所谓，使用.txt也一样，我们只需要查看内容

Java反编译

反编译内容分析

1. 自动创建了StringBuilder对象
2. 调用StringBuilder的构造方法
3. 调用StringBuilder的append(int i)方法
4. 调用StringBuilder的toString()方法转回为String类型，并赋值给str
   StringBuilder直接在str指向的对象空间里扩展空间追加。

3. StringBuilder类介绍

参考JDK1.8 API 文档。

public final class StringBuilder
    extends Object
    implements Serializable, CharSequence

一个可变的字符序列。此类提供与StringBuffer的API，但不保证同步。 此类设计用作简易替换为StringBuffer在正在使用由单个线程字符串缓冲区的地方（如通常是这种情况）。 在可能的情况下，建议使用这个类别优先于StringBuffer ，因为它在大多数实现中将更快。
StringBuilder的主要append和insert方法，它们是重载的，以便接受任何类型的数据。 每个都有效地将给定的数据转换为字符串，然后将该字符串的字符附加或插入字符串构建器。 append方法始终在构建器的末尾添加这些字符; insert方法将insert添加到指定点。

一般情况下，如果某人是指的一个实例StringBuilder ，则sb.append(x)等同于sb.insert(sb.length(), x) 。
每个字符串构建器都有一个容量。 只要字符串构建器中包含的字符序列的长度不超过容量，则不需要分配新的内部缓冲区。 如果内部缓冲区溢出，则会自动变大。

StringBuilder不能安全使用多线程，因为异步问题无法保证数据安全访问。如果需要同步，那么建议使用StringBuffer。

除非另有说明，否则将null参数传递给null中的构造函数或方法将导致抛出NullPointerException 。