為什麼 Java 8 中不再需要 StringBuilder 拼接字串

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在Java開發者中，字串的拼接佔用資源高往往是熱議的話題.

讓我們深入討論一下為什麼會佔用高資源。

在Java中，字串物件是不可變的，意思是它一旦建立，你就無法再改變它。所以在我們拼接字串的時候，建立了一個新的字串，舊的被垃圾回收器所標記。

如果我們處理上百萬的字串，然後，我們就會生成百萬的額外字串被垃圾回收器處理。

虛擬機器底層在拼接字串時執行了眾多操作。拼接字串最直接的點操作(dot operator)就是String#concat(String)操作。

public String concat(String str) {
    int otherLen = str.length();
    if (otherLen == 0) {
        return this;
    }
    int len = value.length;
    char buf[] = Arrays.copyOf(value, len + otherLen);
    str.getChars(buf, len);
    return new String(buf, true);
}

public static char[] copyOf(char[] original, int newLength) {
    char[] copy = new char[newLength];
    System.arraycopy(original, 0, copy, 0,
                     Math.min(original.length, newLength));
    return copy;
}

void getChars(char dst[], int dstBegin) {
    System.arraycopy(value, 0, dst, dstBegin, value.length);
}

你可以看到一個字元陣列被建立，長度則是已有字元和拼接的字元長度之和。然後，它們的值複製到新的字元陣列中。最後，用這個字元陣列建立一個String物件並返回。

所以這些操作繁多，如果你計算一下，會發現是O(n^2)的複雜度。

為了解決這個問題，我們使用StringBuilder類。它就像可變的String類。拼接方法幫助我們避免不必要的複製。它擁有O(n)的複雜度，遠遠優於O(n^2)。

然而Java 8預設使用StringBuilder拼接字串。

Java 8的文件說明:

為了提高字字串拼接的效能，Java編譯器可以使用StringBuffer類或類似技術，在使用求值表示式時，減少中間String物件的建立。

Java編譯器處理這種情況:

public class StringConcatenateDemo {
  public static void main(String[] args) {
     String str = "Hello ";
     str += "world";
   }
}

上面的程式碼會被編譯成如下位元組碼:

public class StringConcatenateDemo {
  public StringConcatenateDemo();
    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 Hello
       2: astore_1
       3: new           #3                  // class java/lang/StringBuilder
       6: dup
       7: invokespecial #4                  // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
      10: aload_1
      11: invokevirtual #5                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
      14: ldc           #6                  // String world
      16: invokevirtual #5                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
      19: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
      22: astore_1
      23: return
}

你可以在這些位元組碼中看到，使用了StringBuilder。所以我們在Java 8中不再需要使用StringBuilder類。