Java编译器中对String对象的优化

Java编译器中对String对象的优化

    首先把问题摆出来，先看这个代码：

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

    打印结果会是什么？类似这样的问题，有人考过我，我也拿来考过别人（蛮好玩的，大家也可以拿来问人玩）,一般答案会是以下几种：

 

    1、true

    "a" + "b" 的结果就是"ab",这样a,b都是"ab"了，内容一样所以"相等",结果true.

    一般Java新人如是答。

 

    2、false

    "a" + "a"会生成新的对象"aa",但是这个对象和String a = "ab";不同，（a == b）是比较对象引用，因此不相等，结果false.

    对Java的String有一定了解的通常这样回答。

 

    3、true

    String a = "ab";创建了新的对象"ab";再执行String b = "a" + "b";结果b="ab",这里没有创建新的对象，而是从JVM字符串常量池中获取之前已经存在的"ab"对象。因此a,b具有对同一个string对象的引用，两个引用相等，结果true.

    能回答出这个答案的，基本已经是高手了，对Java中的string机制比较了解。

    很遗憾，这个答案是不够准确的。或者说，根本没有运行时计算b = "a" + "b";这个操作。实际上运行时只有String b = "ab";.

    3的观点适合解释以下情况：

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

    如果String b = "a" + "b";是在运行期执行，则3的观点是无法解释的。运行期的两个string相加，会产生新的对象的。（本文后面对此有解释）

 

    4、true

    下面是我的回答：编译优化+ 3的处理方式 = 最后的true

    String b = "a" + "b";编译器将这个"a" + "b"作为常量表达式，在编译时进行优化，直接取结果"ab",这样这个问题退化。

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

    然后根据3的解释，得到结果true.

    这里有一个疑问就是String不是基本类型，像int secondsOfDay = 24 * 60 * 60;

    这样的表达式是常量表达式，编译器在编译时直接计算容易理解，而"a" + "b" 这样的表达式，string是对象不是基本类型，编译器会把它当成常量表达式来优化吗？

下面简单证明我的推断，首先编译这个类：

    public class Test { private String a = "aa"; }

    复制class文件备用，然后修改为：

    public class Test { private String a = "a" + "a"; }

    再次编译，用ue之类的文本编辑器打开，察看二进制内容，可以发现，两个class文件完全一致，连一个字节都不差。

    ok,真相大白了。根本不存在运行期的处理String b = "a" + "b";这样的代码的问题，编译时就直接优化掉了。

    下面进一步探讨，什么样的string + 表达式会被编译器当成常量表达式？

    String b = "a" + "b";

    这个String + String被正式是ok的，那么string + 基本类型呢？

    String a = "a1"; String b = "a" + 1; System.out.println（（a == b））; //result = trueString a = "atrue"; String b = "a" + true; System.out.println（（a == b））; //result = trueString a = "a3.4"; String b = "a" + 3.4; System.out.println（（a == b））; //result = true

    可见编译器对string + 基本类型是当成常量表达式直接求值来优化的。

    再注意看这里的string都是"**"这样的，我们换成变量来试试：

    String a = "ab"; String bb = "b"; String b = "a" + bb; System.out.println（（a == b））; //result = false

    这个好理解，"a" + bb中的bb是变量，不能进行优化。这里很很好的解释了为什么3的观点不正确，如果String+String的操作是在运行时进行的，则会产生新的对象，而不是直接从jvm的string池中获取。

    再修改一下，把bb作为常量变量：

    String a = "ab"; final String bb = "b"; String b = "a" + bb; System.out.println（（a == b））; //result = true

    竟然又是true,编译器的优化好厉害啊！呵呵！考虑下面这种情况：

    String a = "ab"; final String bb = getBB（）; String b = "a" + bb; System.out.println（（a == b））; //result = false private static String getBB（） { return "b"; }

    看来Java（包括编译器和jvm）对string的优化，真的是到了极点了，string这个所谓的"对象",完全不可以看成一般的对象，Java对string的处理近乎于基本类型，最大限度的优化了几乎能优化的地方。

    另外感叹一下，string的+号处理，算是Java语言里面唯一的一个"运算符重载"（接触过c++的人对这个不会陌生）吧？