剖析java中的String之__拼接

[izard999]

博客地址：http://blog.csdn.net/izard999/article/details/6708433

网上剖析String的不少，关于其他的String的知识我就不累赘去说了！

本文只解释下我在面试中遇到的String拼接的问题以及最近看到了网上的一道机试题跟这个有关系， 所以就想把自己对String拼接的理解分享给大家！

去华为面试的时候， 第一笔试题就让我费神去想了， 回来在机子上运行结果， 发现自己当时答错了， 于是就狠下心来花了点时间研究这个：

String s = null;  
s += "abc";  
System.out.println(s);  

答案是nullabc！

就这三行代码， 我问了不下于50个人， 有资深的人也有新手的， 在不运行的情况下全答错了。！ 可见现在学java的人有很多人都是速成的，而且这种原理级而又看似不怎么实用的东西几乎没什么人去研究， 但是后面说的机试如果能知道String拼接的原理的话。将很容易就解决！

很早的时候我就知道String拼接中间会产生StringBuilder对象（JDK1.5之前产生StringBuffer），但是当时也没有去深究内部， 导致在华为笔试此题就错了！

运行时， 两个字符串str1, str2的拼接首先会调用 String.valueOf(obj)，这个Obj为str1，而String.valueOf(Obj)中的实现是return obj == null ? "null" : obj.toString(), 然后产生StringBuilder， 调用的StringBuilder(str1)构造方法， 把StringBuilder初始化，长度为str1.length()+16，并且调用append(str1)！ 接下来调用StringBuilder.append(str2), 把第二个字符串拼接进去， 然后调用StringBuilder.toString返回结果！

所以那道题答案的由来就是StringBuilder.append("null").append("abc").toString();

大家看了我以上的分析以后， 再碰到诸如此类的面试题应该不会再出错了！


那么了解String拼接有什么用呢？

在做多线程的时候， 往往会用到一个同步监视器对象去同步一个代码块中的代码synchronized(Obj), 对同一个对象才会互斥，不是同一个对象就不会互斥！

这里有个机试题，

现有程序同时启动了4个线程去调用TestDo.doSome(key, value)方法，由于TestDo.doSome(key, value)方法内的代码是先暂停1秒，然后再输出以秒为单位的当前时间值，所以，会打印出4个相同的时间值，如下所示：
4:4:1258199615
1:1:1258199615
3:3:1258199615
1:2:1258199615
请修改代码，如果有几个线程调用TestDo.doSome(key, value)方法时，传递进去的key相等（equals比较为true），则这几个线程应互斥排队输出结果，即当有两个线程的key都是"1"时，它们中的一个要比另外其他线程晚1秒输出结果，如下所示：
4:4:1258199615
1:1:1258199615
3:3:1258199615
1:2:1258199616
总之，当每个线程中指定的key相等时，这些相等key的线程应每隔一秒依次输出时间值（要用互斥），如果key不同，则并行执行（相互之间不互斥）。原始代码如下：

package syn;  
     
   //不能改动此Test类      
   public class Test extends Thread{  
         
       private TestDo testDo;  
       private String key;  
       private String value;  
         
       public Test(String key,String key2,String value){  
           this.testDo = TestDo.getInstance();  
           /*常量"1"和"1"是同一个对象，下面这行代码就是要用"1"+""的方式产生新的对象， 
           以实现内容没有改变，仍然相等（都还为"1"），但对象却不再是同一个的效果*/  
           this.key = key+key2;   
           this.value = value;  
       }  
     
     
       public static void main(String[] args) throws InterruptedException{  
           Test a = new Test("1","","1");  
           Test b = new Test("1","","2");  
           Test c = new Test("3","","3");  
           Test d = new Test("4","","4");  
           System.out.println("begin:"+(System.currentTimeMillis()/1000));  
           a.start();  
           b.start();  
           c.start();  
           d.start();  
       }  
         
       public void run(){  
           testDo.doSome(key, value);  
       }  
   }  
     
   class TestDo {  
     
       private TestDo() {}  
       private static TestDo _instance = new TestDo();   
       public static TestDo getInstance() {  
           return _instance;  
       }  
     
       public void doSome(Object key, String value) {  
     
           // 以大括号内的是需要局部同步的代码，不能改动!  
           {  
               try {  
                   Thread.sleep(1000);  
                   System.out.println(key+":"+value + ":"  
                           + (System.currentTimeMillis() / 1000));  
               } catch (InterruptedException e) {  
                   e.printStackTrace();  
               }  
           }  
       }  
     
   } 

此题解题的思路有很多种，不可或缺的步骤就是在doSome方法内部用synchronized(o)把那个写了注释的代码块同步， 有些人肯定会说：

我直接synchronized(key)，不就完了么.? 这类人肯定是新手级别的了!

上面说了,synchronized(Obj), 对同一个对象才会互斥，不是同一个对象就不会互斥！ 大家请看下Test类中的构造方法里面对key做了什么处理?

this.key = key + key2;

关于字符串的拼接, 如果是两个常量的拼接, 那么你无论拼接多少下都是同一个对象, 这个是编译时 编译器自动去优化的(想知道具体原理的自己去网上搜下).

String a = "a" + "b";  
   String b = "a" + "b";  
   System.out.println(a == b);  

这段代码输出true没有问题

但是一旦涉及到变量了, 我在上面标红加粗的运行时, 此时拼接字符串就会产生StringBuilder, 然而拼接完返回的字符串是怎么返回的呢?

在StringBuilder.toString()中的实现是new String(char value[], int offset, int count), 既然是创建String返回的, 那么调用一次toString,就是一个不同的对象

String a = "a";  
   String b = "b";  
   String s1 = a + b;  
   String s2 = a + b;  
   System.out.println(s1 == s2);  

所以在那道机试题中, 就不能直接用synchronized(key)去同步了, 如果你完完全全很耐心的看完本文, 那么应该知道如何用synchronized(key)同步那段代码了!

不错, 就是修改Test构造方法中的 this.key = key + key2;为this.key = key;

因为字符串不涉及到拼接的时候, 只要不new, 多少都是指向同一个对象!

当然这道多线程的题你也可以把那个key丢到集合里面去，用集合去的contains（obj）去判断，如果集合中存在， 就取集合中的， 否则往集合中添加，但是记住一定要使用并发包下面的集合， 否则可能会抛出ConcurrentModificationException

[gukuitian]

首页了。。。

[izard999]

[Quote=引用 129 楼 huang_1106 的回复:]

其实我觉得关于前面那三行代码，主要问题就是String s = null；显示出来时是""还是"null"的问题吧。。没必要想的这么复杂
[/Quote]
你是说print的时候.? 显示null的原因还是因为String.valueOf给你返回"null"

[teemai]

支持！！

[izard999]

[Quote=引用 128 楼 zangxt 的回复:]

引用 125 楼 izard999 的回复:

引用 105 楼 bao110908 的回复:

你对第一个的解释是错误的，并不是先用 String.valueOf 转成 "null" 之后再由 StringBuilder 去拼接的。

转换是在 StringBuilder 内部处理的。

StringBuilder#append(String) 方法：

Java code……
[/Quote]
是啊, java - version显示
java version "1.6.0_20"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.6.0_20-b02)
Java HotSpot(TM) Server VM (build 16.3-b01, mixed mode)

奇怪了哎

[曹西]

绝对要顶起，学习了

[lostkids]

学习学习

[火龙果被占用了]

   22:    ldc    #74; //String 1
   24:    astore_1
   25:    ldc    #76; //String 
   27:    astore_2
   28:    new    #78; //class java/lang/StringBuilder
   31:    dup
   32:    aload_1
   33:    invokestatic    #80; //Method java/lang/String.valueOf:(Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/String;
   36:    invokespecial    #84; //Method java/lang/StringBuilder."<init>":(Ljava/lang/String;)V
   39:    aload_2
   40:    invokevirtual    #85; //Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
   43:    invokevirtual    #89; //Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
   46:    astore_3
   47:    new    #78; //class java/lang/StringBuilder
   50:    dup
   51:    aload_1
   52:    invokestatic    #80; //Method java/lang/String.valueOf:(Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/String;
   55:    invokespecial    #84; //Method java/lang/StringBuilder."<init>":(Ljava/lang/String;)V
   58:    aload_2
   59:    invokevirtual    #85; //Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
   62:    invokevirtual    #89; //Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;

你这里的 const 都到 #74 了，行号也是从 22 开始的，说明前面还有一些代码。

我的测试代码仅仅是这样的：

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        String a1 = "1";
        String b1 = "";
        String s1 = a1 + b1;
        String s2 = a1 + b1;
    }
}

[wanqqw21]

好东西 支持 ~
public static String valueOf(Object obj)
{
return obj != null ? obj.toString() : "null";
}

public static String valueOf(char ac[])
{
return new String(ac);

[天地有雪]

强淫啊 强淫

[PCbinary_001]

顶了 好文啊。。

[song_wei_jun]

sun应该把这玩意改了

[yjcqbbs]

好东西~~~

[eshengcn]

一般越简单的问题,越容易答错

[t5951088]

学习了，新手长知识了

[夜雨醉清风]

顶顶顶

[学无止境-逆流而上]

主要是+=特殊处理吧，如果是S=S+"ABC"呢？答案是编译报错。所以还是+= JAVA的特殊处理，重载成了StringBuffer.还有就是如果S="A"+"B"，S是一个新的对象，所以我认为LZ这句话“因为字符串不涉及到拼接的时候, 只要不new, 多少都是指向同一个对象!
”有点问题。

[gzdiablo]

难怪+=性能那么差，原来用了StringBuilder。

如果还像LZ说的那样StringBuilder的默认长度仅仅是+16。那么写这个内核的家伙应该拖出去打屁股。

[学无止境-逆流而上]

用于String的+ +=是JAVA中仅有的两个重载过的操作符，而JAVA并不允许程序员重载任何操作符

[izard999]

[Quote=引用 139 楼 bao110908 的回复:]

Java code
22: ldc #74; //String 1
24: astore_1
25: ldc #76; //String
27: astore_2
28: new #78; //class java/lang/StringBuilder
31: dup
32: aload_1……
[/Quote]
我重新写了个类：

package test;

public class T {
	public static void main(String[] args) {
		String a1 = "1";
		String b1 = "";
		String s1 = a1 + b1;
		String s2 = a1 + b1;
		System.out.println(s1 == s2);
	}
}

编译完的字节码

Compiled from "T.java"
public class test.T extends java.lang.Object{
public test.T();
  Code:
   0:	aload_0
   1:	invokespecial	#8; //Method java/lang/Object."<init>":()V
   4:	return

public static void main(java.lang.String[]);
  Code:
   0:	ldc	#16; //String 1
   2:	astore_1
   3:	ldc	#18; //String 
   5:	astore_2
   6:	new	#20; //class java/lang/StringBuilder
   9:	dup
   10:	aload_1
   11:	invokestatic	#22; //Method java/lang/String.valueOf:(Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/String;
   14:	invokespecial	#28; //Method java/lang/StringBuilder."<init>":(Ljava/lang/String;)V
   17:	aload_2
   18:	invokevirtual	#31; //Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
   21:	invokevirtual	#35; //Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
   24:	astore_3
   25:	new	#20; //class java/lang/StringBuilder
   28:	dup
   29:	aload_1
   30:	invokestatic	#22; //Method java/lang/String.valueOf:(Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/String;
   33:	invokespecial	#28; //Method java/lang/StringBuilder."<init>":(Ljava/lang/String;)V
   36:	aload_2
   37:	invokevirtual	#31; //Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
   40:	invokevirtual	#35; //Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
   43:	astore	4
   45:	getstatic	#39; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
   48:	aload_3
   49:	aload	4
   51:	if_acmpne	58
   54:	iconst_1
   55:	goto	59
   58:	iconst_0
   59:	invokevirtual	#45; //Method java/io/PrintStream.println:(Z)V
   62:	return

}

现在问题是咱俩同样的代码编译出了不同的字节码， 这个很奇怪呢， 会不会跟环境有关系。？

[acertang]

mark