好吧，写这篇博客又是因为一个有趣的帖子。原问题是“String str = “abc” + ‘/’;和”abc” + “/”;的区别”，感觉这个问题相当有意思，我们天天使用String类，但是有谁考虑到这么细致的问题了。这里给出的是我的个人见解，限于本人水平，有什么错误还请大家见谅

原问题

把斜杠/当作字符或字符串有什么区别呢？

一个是当作基本数据类型char，一个是对象String。具体有什么区别呢？

当作字符效率会更高吗？

String str = "abc" + '/';

和

String str = "abc" + "/";

看到这个问题以及下面几条回复，我首先想到的是，查看这些语句的调用链：

'/'到底是通过valueOf()方法变成字符串的，还是通过构造方法变成字符串的。"/"呢，又是通过哪个途径呢？于是有了第一次尝试。

修改String类的代码，记录调用链。失败

由于以前的坏习惯，不喜欢调试，习惯直接在代码中加入打印语句，打印一些变量或者标记程序执行流程。于是，要查看调用链？好，修改String类代码，在所有参数为char或者char[]的valueOf()方法和构造方法里面加一句打印语句。结果发现直接把JDK弄挂了，连编译Hello World都不行了(原因至今不明，可能是因为System.out为null吧)。然后，改成写文件，写一个方法，调用堆栈层数大于6(防止死递归)或者线程名不是main(排除无用信息)的直接返回，满足条件的把信息写到一个文件中。仍旧失败。后来发现，获取调用堆栈信息也得用String类，于是，死递归了。。。然后JDK又挂了。貌似编译程序时，也得用到一些Java写的程序，而作为最常用的String类的构造方法出现了死递归，结果就栈溢出了，，，

好吧，第一次花了我一天时间，结果还是失败的！？然后突然就想到javap了(注：关于javap可以看看这个博客：《每个Java开发者都应该知道的5个JDK工具》)，于是开始第二次尝试。。。

第一次使用javap，失败

有了思路，就开始动手。于是写了这个测试程序：

public class Test{

public static void main(String[] args){

String str1 = "abc" + '/';

String str2 = "abc" + "/";

System.out.println(str1 == str2);

}

}

javac Test.java

javap -l -c -v Test.class > Test.s

然后看Test.s(注：javap生成文件中的指令的含义可以参考这几篇博客：《Java栈和局部变量操作(一)》，《Java栈和局部变量操作(二)》，《java指令集》):

...

Constant pool:

#1 = Methodref #6.#19 // java/lang/Object."":()V

#2 = String #20 // abc/

#3 = Fieldref #21.#22 // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;

...

0: ldc #2 // String abc/

2: astore_1

3: ldc #2 // String abc/

5: astore_2

注：下面使用的“行号”是指指令前的数字，如0-2是指第7-8行

0-2：从常量池中取出"abc/"的引用赋给第一个变量，也就是str1

3-5：从常量池冲取出"abc/"的引用赋给第二个变量，也就是str2

好吧，被优化掉了，，，又找不到关闭优化的选项，只找到一个开启优化选项-O，还是默认关闭的！既然常量会被优化掉，那么变量呢？于是开始了第三次尝试

再次使用javap

这次修改代码：

public class Test{

public static void main(String[] args) {

String str = "abc";

char ch1 = '/';

String ch2 = "/";

System.out.println((str+ch1) == (str+ch2));

}

}

既然常量会被优化掉，那么就使用变量。这次使用javap反编译产生的文件大多了：

...

Constant pool:

#1 = Methodref #12.#25 // java/lang/Object."":()V

#2 = String #26 // abc

#3 = String #27 // /

...

Code:

stack=4, locals=4, args_size=1

0: ldc #2 // String abc

2: astore_1

3: bipush 47

5: istore_2

6: ldc #3 // String /

8: astore_3

9: getstatic #4 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;

12: new #5 // class java/lang/StringBuilder

15: dup

16: invokespecial #6 // Method java/lang/StringBuilder."":()V

19: aload_1

20: invokevirtual #7 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;

23: iload_2

24: invokevirtual #8 // Method java/lang/StringBuilder.append:(C)Ljava/lang/StringBuilder;

27: invokevirtual #9 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;

30: new #5 // class java/lang/StringBuilder

33: dup

34: invokespecial #6 // Method java/lang/StringBuilder."":()V

37: aload_1

38: invokevirtual #7 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;

41: aload_3

42: invokevirtual #7 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;

45: invokevirtual #9 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;

48: if_acmpne 55

51: iconst_1

52: goto 56

55: iconst_0

56: invokevirtual #10 // Method java/io/PrintStream.println:(Z)V

59: return

从这里已经可以看出这段代码的执行过程了：

0-2：从常量池中取出”abc”的引用压栈，再弹栈赋给第一个变量(不知道为什么非得压栈再弹栈，为什么不直接赋值？)

3-5：将47从byte型变为int压栈，再弹栈赋给第二个变量。

6-8：从常量池中取出”/”的引用压栈，再弹栈赋给第三个变量

…(以下会省略压栈、弹栈等操作，因为两段完全一样。有兴趣的读者可以自己分析一下)

12-27：接着创建一个StringBuilder类实例，使用第一个变量(“abc”)作为参数调用append方法，使用第二个变量(‘/’)为参数调用append方法，调用toString方法获得字符串

30-45：然后再创建一个StringBuilder类实例，使用第一个变量(“abc”)作为参数调用append方法，使用第三个变量(“/”)为参数调用append方法，调用toString方法获得字符串

比较，输出…

那么，比较"abc"+'/'和"abc"+"/"的区别的问题就变为比较StringBuilder类的append(char ch)方法和append(String str)方法了。

StringBuilder类的append(char)方法和append(String)方法

这里，我们直接查看源码就好了(我的是jdk1.8.0_45附带的源码)。

注意，查看的是抽象类AbstractStringBuilder的源码，虽然文档上没有显示，但是StringBuilder确实继承自抽象类AbstractStringBuilder。而且append方法是由AbstractStringBuilder实现的。

AbstractStringBuilder.append(char)：

public AbstractStringBuilder append(char c) {

ensureCapacityInternal(count + 1); // 确保数组能够容纳count+1个字符

value[count++] = c;

return this;

}

AbstractStringBuilder.append(String)：

public AbstractStringBuilder append(String str) {

if (str == null)

return appendNull();

int len = str.length();

ensureCapacityInternal(count + len);

str.getChars(0, len, value, count); // 拷贝字符串中的字符数组到本对象的字符数组中

count += len;

return this;

}

剩下的就不再贴出来了。String.getChars(int, int, char[], int)最终依赖于public static native void arraycopy(Object, int, Object, int, int)。也就是说极有可能是C语言甚至是汇编等语言写的，在拷贝大型数组时效率应该会比一般java写的程序好一些。

那么，现在说说我的理解：

从直接内存来说，由于String中包含char数组，而数组应该是有长度字段的，同时String类还有一个int hash属性，所以字符串会多占用一些内存。但是如果字符串非常长，那么这两个字段的内存开销差不多就可以忽略了；而如果像"/"这种情况，字符串比较(非常)短，那么就会有许多个共享引用来分担这些内存开销，那么多余的内存开销还是可以忽略的。

从调用堆栈上，由于这里String只比char多了一两层函数调用，所以如果不考虑函数调用开销(包括时间和空间)，应该差不多；考虑函数调用开销，应该 "abc" + '/'更好一些；但是当需要连接若干个字符时(感觉这种情况应该更常见吧？)，由于使用char需要循环好多次才能完成连接，调用的函数次数只会比使用String多吧？同时拷贝也不会比String直接拷贝一个数组更快。所以这个时候就变成了"abc" + "/"更好了。

现在感觉这个问题像是在问：读写文件时使用系统调用效率高，还是使用标准函数库中的IO库效率高。个人感觉，虽然标准IO库最后还得调用系统调用，而且这之间会产生一些临时变量，以及更深层次的调用堆栈，但是由于IO库的缓冲，反倒是IO库的吞吐量更大一些。同样，虽然String类会多几个字段，有更深层次的函数堆栈，但是由于一些缓存以及更直接的拷贝，效率应该会更好一些。

新的问题

好吧，其实这里又产生一个新的问题：老师告诉我们，当有大量字符串连接操作时，StringBuffer比String更好，更省内存。StringBuilder的文档告诉我们：

如果可能，建议优先采用该类(StringBuilder)，因为在大多数实现中，它比 StringBuffer 要快。

而我们看到字符串连接的执行过程实际上创建了一个临时的StringBuilder对象，那么StringBuffer到底是不是真的比String更好，更省内存呢？大家可以参考我写的另一篇博客:《java中String和StringBuffer哪个效率高》.

结语：

这两天的经历让我真正的体会到了一个道理：坚持很重要，但有时换个方向继续坚持才能更快的到达目标！

写于2015/04/24