羞，Java 字元串拼接竟然有這麼多姿勢
- 2019 年 11 月 14 日
- 筆記
二哥，我今年大二，看你分享的《阿里巴巴 Java 開發手冊》上有一段內容說：「循環體內，拼接字元串最好使用 StringBuilder 的 append 方法，而不是 + 號操作符。」到底為什麼啊，我平常一直就用的『+』號操作符啊！二哥有空的時候能否寫一篇文章分析一下呢？
就在昨天，一位叫小菜的讀者微信我說了上面這段話。
我當時看到這條微信的第一感覺是：小菜你也太菜了吧，這都不知道為啥啊！我估計正在讀這篇文章的你也會有同樣的感覺。
但捫心自問，在我做程式設計師的前兩年內，我也不知道為啥。遇到字元串拼接就上「+」號操作符，甭管是不是在循環體內。和小菜比起來，我當時可沒他這麼幸運，還有一位熱心的「二哥」能夠分享這份價值連城的開發手冊。
既然我這麼熱心分享，不如好人做到底，對不對？我就認認真真地寫一篇文章，給小菜解惑一下。
01、「+」號操作符
要說姿勢，「+」號操作符必須是字元串拼接最常用的一種了，沒有之一。
String chenmo = "沉默"; String wanger = "王二"; System.out.println(chenmo + wanger);我們把這段程式碼使用 JAD 反編譯一下。
String chenmo = "u6C89u9ED8"; // 沉默 String wanger = "u738Bu4E8C"; // 王二 System.out.println((new StringBuilder(String.valueOf(chenmo))).append(wanger).toString());我去，原來編譯的時候把「+」號操作符替換成了 StringBuilder 的 append 方法。也就是說，「+」號操作符在拼接字元串的時候只是一種形式主義，讓開發者使用起來比較簡便，程式碼看起來比較簡潔，讀起來比較順暢。算是 Java 的一種語法糖吧。
02、StringBuilder
除去「+」號操作符，StringBuilder 的 append 方法就是第二個常用的字元串拼接姿勢了。
先來看一下 StringBuilder 類的 append 方法的源碼：
public StringBuilder append(String str) { super.append(str); return this; }這 3 行程式碼沒啥可看的，可看的是父類 AbstractStringBuilder 的 append 方法：
public AbstractStringBuilder append(String str) { if (str == null) return appendNull(); int len = str.length(); ensureCapacityInternal(count + len); str.getChars(0, len, value, count); count += len; return this; }1）判斷拼接的字元串是不是 null，如果是，當做字元串「null」來處理。appendNull 方法的源碼如下：
private AbstractStringBuilder appendNull() { int c = count; ensureCapacityInternal(c + 4); final char[] value = this.value; value[c++] = 'n'; value[c++] = 'u'; value[c++] = 'l'; value[c++] = 'l'; count = c; return this; }2）拼接後的字元數組長度是否超過當前值，如果超過，進行擴容並複製。ensureCapacityInternal 方法的源碼如下：
private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) { // overflow-conscious code if (minimumCapacity - value.length > 0) { value = Arrays.copyOf(value, newCapacity(minimumCapacity)); } }3）將拼接的字元串 str 複製到目標數組 value 中。
str.getChars(0, len, value, count)03、StringBuffer
先有 StringBuffer 後有 StringBuilder，兩者就像是孿生雙胞胎，該有的都有，只不過大哥 StringBuffer 因為多呼吸兩口新鮮空氣，所以是執行緒安全的。
public synchronized StringBuffer append(String str) { toStringCache = null; super.append(str); return this; }StringBuffer 類的 append 方法比 StringBuilder 多了一個關鍵字 synchronized，可暫時忽略 toStringCache = null。
synchronized 是 Java 中的一個非常容易臉熟的關鍵字，是一種同步鎖。它修飾的方法被稱為同步方法，是執行緒安全的。
04、String 類的 concat 方法
單就姿勢上來看，String 類的 concat 方法就好像 StringBuilder 類的 append。
String chenmo = "沉默"; String wanger = "王二"; System.out.println(chenmo.concat(wanger));文章寫到這的時候，我突然產生了一個奇妙的想法。假如有這樣兩行程式碼：
chenmo += wanger chenmo = chenmo.concat(wanger)它們之間究竟有多大的差別呢？
之前我們已經了解到，chenmo += wanger 實際上相當於 (new StringBuilder(String.valueOf(chenmo))).append(wanger).toString()。
要探究「+」號操作符和 concat 之間的差別，實際上要看 append 方法和 concat 方法之間的差別。
append 方法的源碼之前分析過了。我們就來看一下 concat 方法的源碼吧。
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); }1）如果拼接的字元串的長度為 0，那麼返回拼接前的字元串。
if (otherLen == 0) { return this; }2）將原字元串的字元數組 value 複製到變數 buf 數組中。
char buf[] = Arrays.copyOf(value, len + otherLen);3）把拼接的字元串 str 複製到字元數組 buf 中，並返回新的字元串對象。
str.getChars(buf, len); return new String(buf, true);通過源碼分析我們大致可以得出以下結論：
1）如果拼接的字元串是 null，concat 時候就會拋出 NullPointerException，「+」號操作符會當做是「null」字元串來處理。
2）如果拼接的字元串是一個空字元串（""），那麼 concat 的效率要更高一點。畢竟不需要 new StringBuilder 對象。
3）如果拼接的字元串非常多，concat 的效率就會下降，因為創建的字元串對象越多，開銷就越大。
注意了！！！
弱弱地問一下啊，還有在用 JSP 的同學嗎？EL 表達式中是不允許使用「+」操作符來拼接字元串的，這時候就只能用 concat 了。
${chenmo.concat('-').concat(wanger)}05、String 類的 join 方法
JDK 1.8 提供了一種新的字元串拼接姿勢：String 類增加了一個靜態方法 join。
String chenmo = "沉默"; String wanger = "王二"; String cmower = String.join("", chenmo, wanger); System.out.println(cmower);第一個參數為字元串連接符，比如說：
String message = String.join("-", "王二", "太特么", "有趣了");輸出結果為：王二-太特么-有趣了
我們來看一下 join 方法的源碼：
public static String join(CharSequence delimiter, CharSequence... elements) { Objects.requireNonNull(delimiter); Objects.requireNonNull(elements); // Number of elements not likely worth Arrays.stream overhead. StringJoiner joiner = new StringJoiner(delimiter); for (CharSequence cs: elements) { joiner.add(cs); } return joiner.toString(); }發現了一個新類 StringJoiner，類名看起來很 6，讀起來也很順口。StringJoiner 是 java.util 包中的一個類，用於構造一個由分隔符重新連接的字元序列。限於篇幅，本文就不再做過多介紹了，感興趣的同學可以去了解一下。
06、StringUtils.join
實戰項目當中，我們處理字元串的時候，經常會用到這個類——org.apache.commons.lang3.StringUtils，該類的 join 方法是字元串拼接的一種新姿勢。
String chenmo = "沉默"; String wanger = "王二"; StringUtils.join(chenmo, wanger);該方法更善於拼接數組中的字元串，並且不用擔心 NullPointerException。
StringUtils.join(null) = null StringUtils.join([]) = "" StringUtils.join([null]) = "" StringUtils.join(["a", "b", "c"]) = "abc" StringUtils.join([null, "", "a"]) = "a"通過查看源碼我們可以發現，其內部使用的仍然是 StringBuilder。
public static String join(final Object[] array, String separator, final int startIndex, final int endIndex) { if (array == null) { return null; } if (separator == null) { separator = EMPTY; } final StringBuilder buf = new StringBuilder(noOfItems * 16); for (int i = startIndex; i < endIndex; i++) { if (i > startIndex) { buf.append(separator); } if (array[i] != null) { buf.append(array[i]); } } return buf.toString(); }大家讀到這，不約而同會有這樣一種感覺：我靠（音要拖長），沒想到啊沒想到，字元串拼接足足有 6 種姿勢啊，晚上回到家一定要一一嘗試下。
07、給小菜一個答覆
我相信，小菜讀到我這篇文章的時候，他一定會明白為什麼阿里巴巴不建議在 for 循環中使用」+」號操作符進行字元串拼接了。
來看兩段程式碼。
第一段，for 循環中使用」+」號操作符。
String result = ""; for (int i = 0; i < 100000; i++) { result += "六六六"; }第二段，for 循環中使用 append。
StringBuilder sb = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < 100000; i++) { sb.append("六六六"); }這兩段程式碼分別會耗時多長時間呢？在我的 iMac 上測試出的結果是：
1）第一段程式碼執行完的時間為 6212 毫秒
2）第二段程式碼執行完的時間為 1 毫秒
差距也太特么大了吧！為什麼呢？
我相信有不少同學已經有了自己的答案：第一段的 for 循環中創建了大量的 StringBuilder 對象，而第二段程式碼至始至終只有一個 StringBuilder 對象。
08、最後
謝謝大家的閱讀，原創不易，喜歡就隨手點個贊?，這將是我最強的寫作動力。如果覺得文章對你有點幫助，還挺有趣，就關注一下我的公眾號「沉默王二」。
