Java中几种常见字符串的拼接方式及通过源码分析其区别

文章详细介绍了Java中四种常见的字符串拼接方法：使用+直接拼接，concat方法，StringBuilder和StringBuffer的append方法。通过源码分析和性能测试，显示在循环内StringBuilder和StringBuffer效率优于+和concat，其中StringBuilder与StringBuffer唯一的区别在于线程安全性。阿里巴巴Java开发手册建议避免在循环中使用+进行拼接，推荐使用StringBuilder或StringBuffer。

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1：使用“+”直接拼接

使用示例：

String str1 = "Hello";
String str2 = "world";
String str = str1 + "," + str2;

"+"其实是Java提供的一个语法糖。

通过反编译上述代码后，可以看到其底层实现是通过将String转换成StringBuilder后，使用append方法进行拼接处理的。如下所示：

String var1 = "Hello";
String var2 = "world";
(new StringBuilder()).append(var1).append(",").append(var2).toString();

当使用“+”时，如果是两个字面量拼接，编译器会在编译期间进行常量折叠。如下所示：

//进行常量折叠后变成 String s = "ab";
String s = "a" + "b";

2：concat

使用示例：

String str1 = "Hello";
String str2 = "world";
String str = str1.concat(str2);

concat源码：

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);
}

通过源码可以看到，concat的实现原理是通过字符数组拼接，new一个新的String。

3：使用StringBuilder的append方法

使用示例

StringBuilder str1 = new StringBuilder();
str1.append("hello");
str1.append("world");

StringBuilder的append方法源码

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;
}

public StringBuilder append(String str) {
    super.append(str);
    return this;
}

通过源码可以看到StringBuilde继承了AbstractStringBuilder，使用的AbstractStringBuilder中的append方法。其实现原理是直接将需要拼接的字符串，复制到字符数组中，如果字符数组长度不够，则会进行扩展。

4：使用StringBuffer的append方法

使用示例：

StringBuffer str1 = new StringBuffer();
str1.append("hello");
str1.append("world");

StringBuffer的append方法源码：

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;
}

public synchronized StringBuffer append(String str) {
    toStringCache = null;
    super.append(str);
    return this;
}

通过源码可以看到，StringBuffer和StringBuilder一样，继承了AbstractStringBuilder，并使用其append方法进行拼接，但区别是StringBuffer中的append方法使用了synchronized进行声明，说明这是一个线程安全的方法。

效率比较：

public static void main(String[] args) {
        long t1 = System.currentTimeMillis();
        String str1 = "hello";
        for(int i = 0 ; i < 100000 ; i++ ){
            String str2 = String.valueOf(i);
            str1 = str1 + str2;
        }
        long t2 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(" + 拼接使用时间：" + (t2 - t1));

        long t3 = System.currentTimeMillis();
        String str3 = "hello";
        for(int i = 0 ; i < 100000 ; i++ ){
            String str2 = String.valueOf(i);
            str3 = str3.concat(str2);
        }
        long t4 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(" concat 拼接使用时间：" + (t4 - t3));

        long t5 = System.currentTimeMillis();
        StringBuffer str4 = new StringBuffer("hello");
        for(int i = 0 ; i < 100000 ; i++ ){
            String str2 = String.valueOf(i);
            str4 = str4 .append(str2);
        }
        long t6 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(" StringBuffer.append() 拼接使用时间：" + (t6 - t5));



        long t7 = System.currentTimeMillis();
        StringBuilder str5 = new StringBuilder("hello");
        for(int i = 0 ; i < 100000 ; i++ ){
            String str2 = String.valueOf(i);
            str5 = str5 .append(str2);
        }
        long t8 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(" StringBuilder.append() 拼接使用时间：" + (t6 - t5));
    }

输出结果：