字符串拼接
字符串拼接是我們?cè)贘ava代碼中比較經(jīng)常要做的事情燕少，就是把多個(gè)字符串拼接到一起。
我們都知道，String是Java中一個(gè)不可變的類堡称，所以他一旦被實(shí)例化就無法被修改章钾。
但是墙贱，既然字符串是不可變的，那么字符串拼接又是怎么回事呢贱傀？
其實(shí)惨撇，所有的所謂字符串拼接，都是重新生成了一個(gè)新的字符串府寒。下面一段字符串拼接代碼：
String s = "abcd";
s = s.concat("efgh");
其實(shí)最后我們得到的s已經(jīng)是一個(gè)新的字符串了魁衙。如下圖
s中保存的是一個(gè)重新創(chuàng)建出來的String對(duì)象的引用。
那么株搔，在Java中剖淀，到底如何進(jìn)行字符串拼接呢？字符串拼接有很多種方式纤房，這里簡單介紹幾種比較常用的纵隔。
使用+拼接字符串
在Java中，拼接字符串最簡單的方式就是直接使用符號(hào)+來拼接炮姨。如：
String str1 = "Hello";
String str2 = "World";
String result = str1 + "," + str2;
這里要特別說明一點(diǎn)捌刮，有人把Java中使用+拼接字符串的功能理解為運(yùn)算符重載。其實(shí)并不是舒岸，Java是不支持運(yùn)算符重載的绅作。這其實(shí)只是Java提供的一個(gè)語法糖。后面再詳細(xì)介紹蛾派。
運(yùn)算符重載：在計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)中棚蓄，運(yùn)算符重載（英語：operator overloading）是多態(tài)的一種。運(yùn)算符重載碍脏，就是對(duì)已有的運(yùn)算符重新進(jìn)行定義梭依，賦予其另一種功能，以適應(yīng)不同的數(shù)據(jù)類型典尾。
語法糖：語法糖（Syntactic sugar）役拴，也譯為糖衣語法，是由英國計(jì)算機(jī)科學(xué)家彼得·蘭丁發(fā)明的一個(gè)術(shù)語钾埂，指計(jì)算機(jī)語言中添加的某種語法河闰，這種語法對(duì)語言的功能沒有影響科平，但是更方便程序員使用。語法糖讓程序更加簡潔姜性，有更高的可讀性瞪慧。
concat
除了使用+拼接字符串之外，還可以使用String類中的方法concat方法來拼接字符串部念。如：
String str1 = "Hello";
String str2 = "World";
String result = str1.concat(",").concat(str2);
StringBuffer
關(guān)于字符串弃酌，Java中除了定義了一個(gè)可以用來定義字符串常量的String類以外，還提供了可以用來定義字符串變量的StringBuffer類儡炼，它的對(duì)象是可以擴(kuò)充和修改的妓湘。
使用StringBuffer可以方便的對(duì)字符串進(jìn)行拼接。如：
StringBuffer str1 = new StringBuffer("Hello");
String str2 = "World";
StringBuffer result = str1.append(",").append(str2);
StringBuilder
除了StringBuffer以外乌询，還有一個(gè)類StringBuilder也可以使用榜贴，其用法和StringBuffer類似。如：
StringBuilder str1 = new StringBuilder("Hello");
String str2 = "World";
StringBuilder hollis = str1.append(",").append(str2 );
StringUtils.join
除了JDK中內(nèi)置的字符串拼接方法妹田，還可以使用一些開源類庫中提供的字符串拼接方法名唬党，如apache.commons中提供的StringUtils類，其中的join方法可以拼接字符串鬼佣。
String str1 = "Hello";
String str2 = "World";
System.out.println(StringUtils.join(str1, ",", str2));
這里簡單說一下初嘹，StringUtils中提供的join方法，最主要的功能是：將數(shù)組或集合以某拼接符拼接到一起形成新的字符串沮趣，如：
String []list ={"Hello","World"};
String result= StringUtils.join(list,",");
System.out.println(result);
//結(jié)果：Hello,World
并且屯烦，Java8中的String類中也提供了一個(gè)靜態(tài)的join方法，用法和StringUtils.join類似房铭。
以上就是比較常用的五種在Java種拼接字符串的方式驻龟，那么到底哪種更好用呢？為什么阿里巴巴Java開發(fā)手冊(cè)中不建議在循環(huán)體中使用+進(jìn)行字符串拼接呢缸匪？
(阿里巴巴Java開發(fā)手冊(cè)中關(guān)于字符串拼接的規(guī)約)
使用+拼接字符串的實(shí)現(xiàn)原理
前面提到過翁狐，使用+拼接字符串，其實(shí)只是Java提供的一個(gè)語法糖凌蔬， 那么露懒，我們就來解一解這個(gè)語法糖，看看他的內(nèi)部原理到底是如何實(shí)現(xiàn)的砂心。
還是這樣一段代碼懈词。我們把他生成的字節(jié)碼進(jìn)行反編譯，看看結(jié)果辩诞。
String str1 = "Hello";
String str2 = "World";
String result = str1 + "," + str2;
反編譯后的內(nèi)容如下坎弯，反編譯工具為jad。
String str1 = "Hello";
String str2 = "World";
String result = (new StringBuilder()).append(str1).append(",").append(str2).toString();
通過查看反編譯以后的代碼，我們可以發(fā)現(xiàn)抠忘，原來字符串常量在拼接過程中撩炊，是將String轉(zhuǎn)成了StringBuilder后，使用其append方法進(jìn)行處理的崎脉。
那么也就是說拧咳，Java中的+對(duì)字符串的拼接，其實(shí)現(xiàn)原理是使用StringBuilder.append囚灼。
concat是如何實(shí)現(xiàn)的
我們?cè)賮砜匆幌耤oncat方法的源代碼骆膝，看一下這個(gè)方法又是如何實(shí)現(xiàn)的。
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);
}
這段代碼首先創(chuàng)建了一個(gè)字符數(shù)組啦撮，長度是已有字符串和待拼接字符串的長度之和，再把兩個(gè)字符串的值復(fù)制到新的字符數(shù)組中汪厨，并使用這個(gè)字符數(shù)組創(chuàng)建一個(gè)新的String對(duì)象并返回赃春。
通過源碼我們也可以看到，經(jīng)過concat方法劫乱，其實(shí)是new了一個(gè)新的String织中，這也就呼應(yīng)到前面我們說的字符串的不變性問題上了。
StringBuffer和StringBuilder
接下來我們看看StringBuffer和StringBuilder的實(shí)現(xiàn)原理衷戈。
和String類類似狭吼，StringBuilder類也封裝了一個(gè)字符數(shù)組，定義如下：
char[] value;
與String不同的是殖妇，它并不是final的刁笙，所以他是可以修改的。另外谦趣，與String不同疲吸，字符數(shù)組中不一定所有位置都已經(jīng)被使用，它有一個(gè)實(shí)例變量前鹅，表示數(shù)組中已經(jīng)使用的字符個(gè)數(shù)摘悴，定義如下：
int count;
其append源碼如下：
public StringBuilder append(String str) {
super.append(str);
return this;
}
該類繼承了AbstractStringBuilder類，看下其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;
}
append會(huì)直接拷貝字符到內(nèi)部的字符數(shù)組中作喘，如果字符數(shù)組長度不夠拭嫁，會(huì)進(jìn)行擴(kuò)展莺治。
StringBuffer和StringBuilder類似，最大的區(qū)別就是StringBuffer是線程安全的口四，看一下StringBuffer的append方法。
public synchronized StringBuffer append(String str) {
toStringCache = null;
super.append(str);
return this;
}
該方法使用synchronized進(jìn)行聲明秦陋，說明是一個(gè)線程安全的方法窃祝。而StringBuilder則不是線程安全的。
StringUtils.join是如何實(shí)現(xiàn)的
通過查看StringUtils.join的源代碼，我們可以發(fā)現(xiàn)粪小，其實(shí)他也是通過StringBuilder來實(shí)現(xiàn)的大磺。
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;
}
// endIndex - startIndex > 0: Len = NofStrings *(len(firstString) + len(separator))
// (Assuming that all Strings are roughly equally long)
final int noOfItems = endIndex - startIndex;
if (noOfItems <= 0) {
return 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();
}
效率比較
既然有這么多種字符串拼接的方法，那么到底哪一種效率最高呢探膊？我們來簡單對(duì)比一下杠愧。
long t1 = System.currentTimeMillis();
//這里是初始字符串定義
for (int i = 0; i < 50000; i++) {
//這里是字符串拼接代碼
}
long t2 = System.currentTimeMillis();
System.out.println("cost:" + (t2 - t1));
我們使用形如以上形式的代碼，分別測(cè)試下五種字符串拼接代碼的運(yùn)行時(shí)間逞壁。得到結(jié)果如下：
+ cost:5119
StringBuilder cost:3
StringBuffer cost:4
concat cost:3623
StringUtils.join cost:25726
從結(jié)果可以看出流济，用時(shí)從短到長的對(duì)比是：
StringBuilder<StringBuffer<concat<+<StringUtils.join
StringBuffer在StringBuilder的基礎(chǔ)上，做了同步處理腌闯，所以在耗時(shí)上會(huì)相對(duì)多一些绳瘟。
StringUtils.join也是使用了StringBuilder，并且其中還是有很多其他操作姿骏，所以耗時(shí)較長糖声，這個(gè)也容易理解。其實(shí)StringUtils.join更擅長處理字符串?dāng)?shù)組或者列表的拼接分瘦。
那么問題來了蘸泻，前面我們分析過，其實(shí)使用+拼接字符串的實(shí)現(xiàn)原理也是使用的StringBuilder嘲玫，那為什么結(jié)果相差這么多悦施，高達(dá)1000多倍呢？
我們?cè)侔岩韵麓a反編譯下：
long t1 = System.currentTimeMillis();
String str = "hollis";
for (int i = 0; i < 50000; i++) {
String s = String.valueOf(i);
str += s;
}
long t2 = System.currentTimeMillis();
System.out.println("+ cost:" + (t2 - t1));
反編譯后代碼如下：
long t1 = System.currentTimeMillis();
String str = "hollis";
for(int i = 0; i < 50000; i++)
{
String s = String.valueOf(i);
str = (new StringBuilder()).append(str).append(s).toString();
}
long t2 = System.currentTimeMillis();
System.out.println((new StringBuilder()).append("+ cost:").append(t2 - t1).toString());
我們可以看到去团，反編譯后的代碼抡诞，在for循環(huán)中，每次都是new了一個(gè)StringBuilder土陪，然后再把String轉(zhuǎn)成StringBuilder沐绒，再進(jìn)行append。
而頻繁的新建對(duì)象當(dāng)然要耗費(fèi)很多時(shí)間了旺坠，不僅僅會(huì)耗費(fèi)時(shí)間乔遮，頻繁的創(chuàng)建對(duì)象，還會(huì)造成內(nèi)存資源的浪費(fèi)取刃。
所以蹋肮，阿里巴巴Java開發(fā)手冊(cè)建議：循環(huán)體內(nèi)，字符串的連接方式璧疗，使用 StringBuilder 的 append 方法進(jìn)行擴(kuò)展坯辩。而不要使用+。
總結(jié)
本文介紹了什么是字符串拼接崩侠，雖然字符串是不可變的漆魔，但是還是可以通過新建字符串的方式來進(jìn)行字符串的拼接。
常用的字符串拼接方式有五種，分別是使用+改抡、使用concat矢炼、使用StringBuilder、使用StringBuffer以及使用StringUtils.join阿纤。
由于字符串拼接過程中會(huì)創(chuàng)建新的對(duì)象句灌，所以如果要在一個(gè)循環(huán)體中進(jìn)行字符串拼接，就要考慮內(nèi)存問題和效率問題欠拾。
因此胰锌，經(jīng)過對(duì)比，我們發(fā)現(xiàn)藐窄，直接使用StringBuilder的方式是效率最高的资昧。因?yàn)?code>StringBuilder天生就是設(shè)計(jì)來定義可變字符串和字符串的變化操作的。
但是荆忍，還要強(qiáng)調(diào)的是：
1格带、如果不是在循環(huán)體中進(jìn)行字符串拼接的話，直接使用+就好了东揣。
2践惑、如果在并發(fā)場景中進(jìn)行字符串拼接的話腹泌，要使用StringBuffer來代替StringBuilder嘶卧。
