Java中关于代码优化的分析(本文以字符串连接运算作为例子进行分析)

本文以Java代码连接字符串为例来一步步分析Java代码是如何优化从而提高运算效率的。

一. 我们举一个简单的字符串连接的例子:

 1 public class StringConnect{
 2                
 3     //创建字符串连接的方法
 4     public void method() {
 5     String s = new String("abc");
 6     for(int i=0; i<10000; i++) {
 7         s = s + "xyz";//连接s和新字符串xyz
 8         }
 9     }    
10      
11      //主函数
12      public static void main(String[] args) {
13          
14          StringConnect sConnect = new StringConnect();
15          
16          /*public static long currentTimeMillis()该方法的
17           *作用是返回当前的计算机时间,时间的表达格式为
18           *当前计算机时间和GMT时间(格林威治时间)1970年1月
19           *1号0时0分0秒所差的毫秒数。
20          */
21          
22          long startTime = System.currentTimeMillis();//计算字符串连接10000之前的时间
23          sConnect.method();
24          long endTime = System.currentTimeMillis();////计算字符串连接10000之后的时间
25          long time = endTime - startTime;//计算字符串连接10000次所需时间
26          System.out.println(time);
27      }
28 }
View Code

运行的结果:

321

也就是说,这个操作字符串的操作运行10000次所花费的时间是321毫秒。

接下来我们将操作次数增大到100000:

 1 public class StringConnect{
 2                
 3     //创建字符串连接的方法
 4     public void method() {
 5     String s = new String("abc");
 6     for(int i=0; i<100000; i++) {
 7         s = s + "xyz";//连接s和新字符串xyz
 8         }
 9     }    
10      
11      //主函数
12      public static void main(String[] args) {
13          
14          StringConnect sConnect = new StringConnect();
15          
16          /*public static long currentTimeMillis()该方法的
17           *作用是返回当前的计算机时间,时间的表达格式为
18           *当前计算机时间和GMT时间(格林威治时间)1970年1月
19           *1号0时0分0秒所差的毫秒数。
20          */
21          
22          long startTime = System.currentTimeMillis();//计算字符串连接10000之前的时间
23          sConnect.method();
24          long endTime = System.currentTimeMillis();////计算字符串连接10000之后的时间
25          long time = endTime - startTime;//计算字符串连接10000次所需时间
26          System.out.println(time);
27      }
28 }
View Code

 

程序运行的结果:

11687

即:次数增大到10倍,运行时间随之增大,但是并没有呈线性增加,究其原因,我们在下面会讲到。

为了对连接字符串的这个操作进行代码优化,我们用三种方法来实现字符串的连接操作,并对其运行100000次所花费的时间进行对照,代码如下:

方法A:

(方法一就是前面用到的连接字符串的方法)

 1 public class TestA {
 2     
 3     //创建字符串连接的方法A
 4     public void methodA() {
 5         
 6         String s = new String("abc");
 7         for(int i=0; i<100000; i++) {
 8             //连接s和新字符
 9             s = s + "xyz";
10         }
11     }//public void methodA()
12         
13     //主函数
14     public static void main(String[] args) {
15         TestA sConnect = new TestA();
16         long startTime = System.currentTimeMillis();
17         sConnect.methodA();
18         long endTime = System.currentTimeMillis();
19         long time = endTime - startTime;
20         System.out.println(time);
21     }
22 }
View Code

 

运行的结果:

12342

可见,进行10万次这种字符串的连接操作是相当花费时间的,我们把这种字符串连接的方式记为方法A。

方法B:

运行的结果:

5267

 1 public class TestB {
 2     
 3     //创建字符串连接的方法B
 4     public void methodB() {
 5         
 6         String s = new String("abc");
 7         for(int i=0; i<100000; i++) {
 8             //连接s和新字符
 9             s = s.concat("xyz");
10         }
11     }//public void methodB()
12         
13     //主函数
14     public static void main(String[] args) {
15         TestB sConnect = new TestB();
16         long startTime = System.currentTimeMillis();
17         sConnect.methodB();
18         long endTime = System.currentTimeMillis();
19         long time = endTime - startTime;
20         System.out.println(time);
21     }
22 }
View Code

 

该方法调用的是Java提供的连接字符串的方法,从运算时间来看,时间减少了一半多,效率是有很大提高的,这就相当于我们对字符串连接操作的代码进行了优化,从而程序的运行时间减少,效率提高。

我们再来看另一个方法C:

 1 public class TestC {
 2     
 3     //创建字符串连接的方法C
 4     public void methodC() {
 5         StringBuffer s = new StringBuffer("abc");
 6         for(int i=0; i<100000; i++) {
 7             //连接s和新字符
 8             s.append("xyz");
 9         }
10     }//public void methodC()
11         
12     //主函数
13     public static void main(String[] args) {
14         TestC sConnect = new TestC();
15         long startTime = System.currentTimeMillis();
16         sConnect.methodC();
17         long endTime = System.currentTimeMillis();
18         long time = endTime - startTime;
19         System.out.println(time);
20     }
21 }
View Code

 

运行的结果:

9(运行时间少的不是一两点啊!)

方法C用到的是Java中的StringBuffer类。StringBuffer类和String一样,也用来代表字符串,只是由于StringBuffer的内部实现方式和String不同,所以StringBuffer在进行字符串处理的时候,不生成新的对象,在内存使用上要优于String类。就像我们在上面的三个方法中来操作字符串,很明显,方法C优于方法A和B。因此,在实际使用时,如果经常需要对一个字符串进行修改,例如插入,删除等操作,使用StringBuffer要更加合适一些。

在StringBuffer类中存在很多和String一样的方法,这些方法在功能上和String类中的功能是完全一样的,不过有一个最显著的区别在于:对于StringBuffer对象的每次修改都会改变对象自身,这点是和String流泪最大的区别。但是StringBuffer没有实现Object的equals方法,所以如果要比较StringBuffer的值或者内容需要调用.toString()。

StringBuffer对象的初始化不像String类的初始化一样,Java提供的有特殊的语法,而通常情况下是一般使用构造方法进行初始化。

例如:

StringBuffer s = new StringBuffer("abc");

 

这样初始化出的StringBuffer对象的内容就是字符串"abc"。需要注意的是,StringBuffer和String属于不同的类型,也不能直接进行强制类型转换(因为不存在继承关系),StringBuffer对象和String对象之间的互转代码如下:

1 String s = "xyz";
2 StringBuffer sb = new StringBuffer("123");
3 
4 StringBuffer sb1 = new StringBuffer(s);//String转换为StringBuffer
5 
6 String s1 = sb.toString();//StringBuffer转换为String
View Code

 

说了这么多,下面我们来分析一下上述三种方法的区别到底在哪里?

 二 . 代码优化分析

众所周知,Java现在之所以如此之流行,重要的原因之一是因为它的可移植性,不管在什么操作系统之下,只要有一台JVM(Java Virtual Machine(Java虚拟机)),我们就能够运行Java代码。而且JKD自带一个反汇编器-javap,可以查看Java编译器为我们生成的字节码。通过它,我们可以对照源代码和字节码,从而了解很多编译器内部的工作。javap是在dos命令下使用的,接下来我们在电脑的运行中输入cmd来打开dos界面,将目录切换到我们将要反汇编的路径,将我们的方法A用dos命令来进行编译:

javac即Java编程语言编译器,位于jdk/bin目录下,读取使用Java编译语言编写的源文件(.java),并编译成字节码类文件(.class)。编译器会一并编译源代码中的注解,但是会移除注释。javac还可以隐式编译一些没有在命令行中提及的源文件。当编译源文件时,编译器尝尝需要它还没有识别出的类型的有关信息。对于源文件中使用、扩展或实现的每个类或接口,编译器都需要其类型信息。这包括在源文件中没有明确提及、但通过继承提供信息的类和接口。

Java语言比较特殊,由其编写的程序需要先编译,但此编译不会生成特定平台的机器语言文件,而是生成一种和平台无关的字节码文件,也就是*.class文件,这种字节码文件不是可执行文件,它必须使用特定平台的解释器(JVM)来解释执行。因此,.java需要先经过编译才能在JVM上运行。

接下来我们通过javap -help来查看javap的一些功能:

我们看到javap -c可以来对代码进行反汇编,接下来我们对刚才的代码进行反汇编:

TestA:

反汇编的对应指令映射表:

  1 指令码    助记符    说明
  2 0x00    nop    什么都不做
  3 0x01    aconst_null    将null推送至栈顶
  4 0x02    iconst_m1    将int型-1推送至栈顶
  5 0x03    iconst_0    将int型0推送至栈顶
  6 0x04    iconst_1    将int型1推送至栈顶
  7 0x05    iconst_2    将int型2推送至栈顶
  8 0x06    iconst_3    将int型3推送至栈顶
  9 0x07    iconst_4    将int型4推送至栈顶
 10 0x08    iconst_5    将int型5推送至栈顶
 11 0x09    lconst_0    将long型0推送至栈顶
 12 0x0a    lconst_1    将long型1推送至栈顶
 13 0x0b    fconst_0    将float型0推送至栈顶
 14 0x0c    fconst_1    将float型1推送至栈顶
 15 0x0d    fconst_2    将float型2推送至栈顶
 16 0x0e    dconst_0    将double型0推送至栈顶
 17 0x0f    dconst_1    将double型1推送至栈顶
 18 0x10    bipush    将单字节的常量值(-128~127)推送至栈顶
 19 0x11    sipush    将一个短整型常量值(-32768~32767)推送至栈顶
 20 0x12    ldc    将int,float或String型常量值从常量池中推送至栈顶
 21 0x13    ldc_w    将int,float或String型常量值从常量池中推送至栈顶(宽索引)。
 22 0x14    ldc2_w    将long或double型常量值从常量池中推送至栈顶(宽索引)
 23 0x15    iload    将指定的int型局部变量推送至栈顶
 24 0x16    lload    将指定的long型局部变量推送至栈顶
 25 0x17    fload    将指定的float型局部变量推送至栈顶
 26 0x18    dload    将指定的double型局部变量推送至栈顶
 27 0x19    aload    将指定的引用类型局部变量推送至栈顶
 28 0x1a    iload_0    将第一个int型局部变量推送至栈顶
 29 0x1b    iload_1    将第二个int型局部变量推送至栈顶
 30 0x1c    iload_2    将第三个int型局部变量推送至栈顶
 31 0x1d    iload_3    将第四个int型局部变量推送至栈顶
 32 0x1e    lload_0    将第一个long型局部变量推送至栈顶
 33 0x1f    lload_1    将第二个long型局部变量推送至栈顶
 34 0x20    lload_2    将第三个long型局部变量推送至栈顶
 35 0x21    lload_3    将第四个long型局部变量推送至栈顶
 36 0x22    fload_0    将第一个float型局部变量推送至栈顶
 37 0x23    fload_1    将第二个float型局部变量推送至栈顶
 38 0x24    fload_2    将第三个float型局部变量推送至栈顶
 39 0x25    fload_3    将第四个float型局部变量推送至栈顶
 40 0x26    dload_0    将第一个double型局部变量推送至栈顶
 41 0x27    dload_1    将第二个double型局部变量推送至栈顶
 42 0x28    dload_2    将第三个double型局部变量推送至栈顶
 43 0x29    dload_3    将第四个double型局部变量推送至栈顶
 44 0x2a    aload_0    将第一个引用类型局部变量推送至栈顶
 45 0x2b    aload_1    将第二个引用类型局部变量推送至栈顶
 46 0x2c    aload_2    将第三个引用类型局部变量推送至栈顶
 47 0x2d    aload_3    将第四个引用类型局部变量推送至栈顶
 48 0x2e    iaload    将int型数组指定索引的值推送至栈顶
 49 0x2f    laload    将long型数组指定索引的值推送至栈顶。
 50 0x30    faload    将float型数组指定索引的值推送至栈顶
 51 0x31    daload    将double型数组指定索引的值推送至栈顶
 52 0x32    aaload    将引用型数组指定索引的值推送至栈顶
 53 0x33    baload    将boolean或byte型数组指定索引的值推送至栈顶
 54 0x34    caload    将char型数组指定索引的值推送至栈顶
 55 0x35    saload    将short型数组指定索引的值推送至栈顶
 56 0x36    istore    将栈顶int型数值存入指定局部变量
 57 0x37    lstore    将栈顶long型数值存入指定局部变量
 58 0x38    fstore    将栈顶float型数值存入指定局部变量
 59 0x39    dstore    将栈顶double型数值存入指定局部变量
 60 0x3a    astore    将栈顶引用型数值存入指定局部变量
 61 0x3b    istore_0    将栈顶int型数值存入第一个局部变量
 62 0x3c    istore_1    将栈顶int型数值存入第二个局部变量
 63 0x3d    istore_2    将栈顶int型数值存入第三个局部变量
 64 0x3e    istore_3    将栈顶int型数值存入第四个局部变量
 65 0x3f    lstore_0    将栈顶long型数值存入第一个局部变量
 66 0x40    lstore_1    将栈顶long型数值存入第二个局部变量
 67 0x41    lstore_2    将栈顶long型数值存入第三个局部变量
 68 0x42    lstore_3    将栈顶long型数值存入第四个局部变量
 69 0x43    fstore_0    将栈顶float型数值存入第一个局部变量
 70 0x44    fstore_1    将栈顶float型数值存入第二个局部变量
 71 0x45    fstore_2    将栈顶float型数值存入第三个局部变量
 72 0x46    fstore_3    将栈顶float型数值存入第四个局部变量
 73 0x47    dstore_0    将栈顶double型数值存入第一个局部变量
 74 0x48    dstore_1    将栈顶double型数值存入第二个局部变量
 75 0x49    dstore_2    将栈顶double型数值存入第三个局部变量
 76 0x4a    dstore_3    将栈顶double型数值存入第四个局部变量
 77 0x4b    astore_0    将栈顶引用型数值存入第一个局部变量。
 78 0x4c    astore_1    将栈顶引用型数值存入第二个局部变量
 79 0x4d    astore_2    将栈顶引用型数值存入第三个局部变量
 80 0x4e    astore_3    将栈顶引用型数值存入第四个局部变量
 81 0x4f    iastore    将栈顶int型数值存入指定数组的指定索引位置
 82 0x50    lastore    将栈顶long型数值存入指定数组的指定索引位置
 83 0x51    fastore    将栈顶float型数值存入指定数组的指定索引位置
 84 0x52    dastore    将栈顶double型数值存入指定数组的指定索引位置
 85 0x53    aastore    将栈顶引用型数值存入指定数组的指定索引位置
 86 0x54    bastore    将栈顶boolean或byte型数值存入指定数组的指定索引位置
 87 0x55    castore    将栈顶char型数值存入指定数组的指定索引位置
 88 0x56    sastore    将栈顶short型数值存入指定数组的指定索引位置
 89 0x57    pop    将栈顶数值弹出(数值不能是long或double类型的)
 90 0x58    pop2    将栈顶的一个(long或double类型的)或两个数值弹出(其它)
 91 0x59    dup    复制栈顶数值并将复制值压入栈顶
 92 0x5a    dup_x1    复制栈顶数值并将两个复制值压入栈顶
 93 0x5b    dup_x2    复制栈顶数值并将三个(或两个)复制值压入栈顶
 94 0x5c    dup2    复制栈顶一个(long或double类型的)或两个(其它)数值并将复制值压入栈顶
 95 0x5d    dup2_x1    dup_x1指令的双倍版本
 96 0x5e    dup2_x2    dup_x2指令的双倍版本
 97 0x5f    swap    将栈最顶端的两个数值互换(数值不能是long或double类型的)
 98 0x60    iadd    将栈顶两int型数值相加并将结果压入栈顶
 99 0x61    ladd    将栈顶两long型数值相加并将结果压入栈顶
100 0x62    fadd    将栈顶两float型数值相加并将结果压入栈顶
101 0x63    dadd    将栈顶两double型数值相加并将结果压入栈顶
102 0x64    isub    将栈顶两int型数值相减并将结果压入栈顶。
103 0x65    lsub    将栈顶两long型数值相减并将结果压入栈顶
104 0x66    fsub    将栈顶两float型数值相减并将结果压入栈顶
105 0x67    dsub    将栈顶两double型数值相减并将结果压入栈顶
106 0x68    imul    将栈顶两int型数值相乘并将结果压入栈顶。
107 0x69    lmul    将栈顶两long型数值相乘并将结果压入栈顶
108 0x6a    fmul    将栈顶两float型数值相乘并将结果压入栈顶
109 0x6b    dmul    将栈顶两double型数值相乘并将结果压入栈顶
110 0x6c    idiv    将栈顶两int型数值相除并将结果压入栈顶
111 0x6d    ldiv    将栈顶两long型数值相除并将结果压入栈顶
112 0x6e    fdiv    将栈顶两float型数值相除并将结果压入栈顶
113 0x6f    ddiv    将栈顶两double型数值相除并将结果压入栈顶
114 0x70    irem    将栈顶两int型数值作取模运算并将结果压入栈顶
115 0x71    lrem    将栈顶两long型数值作取模运算并将结果压入栈顶
116 0x72    frem    将栈顶两float型数值作取模运算并将结果压入栈顶
117 0x73    drem    将栈顶两double型数值作取模运算并将结果压入栈顶
118 0x74    ineg    将栈顶int型数值取负并将结果压入栈顶
119 0x75    lneg    将栈顶long型数值取负并将结果压入栈顶
120 0x76    fneg    将栈顶float型数值取负并将结果压入栈顶
121 0x77    dneg    将栈顶double型数值取负并将结果压入栈顶
122 0x78    ishl    将int型数值左移位指定位数并将结果压入栈顶
123 0x79    lshl    将long型数值左移位指定位数并将结果压入栈顶
124 0x7a    ishr    将int型数值右(有符号)移位指定位数并将结果压入栈顶
125 0x7b    lshr    将long型数值右(有符号)移位指定位数并将结果压入栈顶
126 0x7c    iushr    将int型数值右(无符号)移位指定位数并将结果压入栈顶
127 0x7d    lushr    将long型数值右(无符号)移位指定位数并将结果压入栈顶
128 0x7e    iand    将栈顶两int型数值作“按位与”并将结果压入栈顶
129 0x7f    land    将栈顶两long型数值作“按位与”并将结果压入栈顶
130 0x80    ior    将栈顶两int型数值作“按位或”并将结果压入栈顶。
131 0x81    lor    将栈顶两long型数值作“按位或”并将结果压入栈顶
132 0x82    ixor    将栈顶两int型数值作“按位异或”并将结果压入栈顶
133 0x83    lxor    将栈顶两long型数值作“按位异或”并将结果压入栈顶
134 0x84    iinc    将指定int型变量增加指定值
135 0x85    i2l    将栈顶int型数值强制转换成long型数值并将结果压入栈顶
136 0x86    i2f    将栈顶int型数值强制转换成float型数值并将结果压入栈顶
137 0x87    i2d    将栈顶int型数值强制转换成double型数值并将结果压入栈顶
138 0x88    l2i    将栈顶long型数值强制转换成int型数值并将结果压入栈顶
139 0x89    l2f    将栈顶long型数值强制转换成float型数值并将结果压入栈顶
140 0x8a    l2d    将栈顶long型数值强制转换成double型数值并将结果压入栈顶
141 0x8b    f2i    将栈顶float型数值强制转换成int型数值并将结果压入栈顶
142 0x8c    f2l    将栈顶float型数值强制转换成long型数值并将结果压入栈顶
143 0x8d    f2d    将栈顶float型数值强制转换成double型数值并将结果压入栈顶
144 0x8e    d2i    将栈顶double型数值强制转换成int型数值并将结果压入栈顶
145 0x8f    d2l    将栈顶double型数值强制转换成long型数值并将结果压入栈顶
146 0x90    d2f    将栈顶double型数值强制转换成float型数值并将结果压入栈顶
147 0x91    i2b    将栈顶int型数值强制转换成byte型数值并将结果压入栈顶
148 0x92    i2c    将栈顶int型数值强制转换成char型数值并将结果压入栈顶
149 0x93    i2s    将栈顶int型数值强制转换成short型数值并将结果压入栈顶
150 0x94    lcmp    比较栈顶两long型数值大小,并将结果(1,0,-1)压入栈顶。
151 0x95    fcmpl    比较栈顶两float型数值大小,并将结果(1,0,-1)压入栈顶;当其中一个数值为“NaN”时,将-1压入栈顶
152 0x96    fcmpg    比较栈顶两float型数值大小,并将结果(1,0,-1)压入栈顶;当其中一个数值为“NaN”时,将1压入栈顶
153 0x97    dcmpl    比较栈顶两double型数值大小,并将结果(1,0,-1)压入栈顶;当其中一个数值为“NaN”时,将-1压入栈顶
154 0x98    dcmpg    比较栈顶两double型数值大小,并将结果(1,0,-1)压入栈顶;当其中一个数值为“NaN”时,将1压入栈顶
155 0x99    ifeq    当栈顶int型数值等于0时跳转
156 0x9a    ifne    当栈顶int型数值不等于0时跳转
157 0x9b    iflt    当栈顶int型数值小于0时跳转
158 0x9c    ifge    当栈顶int型数值大于等于0时跳转
159 0x9d    ifgt    当栈顶int型数值大于0时跳转
160 0x9e    ifle    当栈顶int型数值小于等于0时跳转
161 0x9f    if_icmpeq    比较栈顶两int型数值大小,当结果等于0时跳转
162 0xa0    if_icmpne    比较栈顶两int型数值大小,当结果不等于0时跳转
163 0xa1    if_icmplt    比较栈顶两int型数值大小,当结果小于0时跳转
164 0xa2    if_icmpge    比较栈顶两int型数值大小,当结果大于等于0时跳转
165 0xa3    if_icmpgt    比较栈顶两int型数值大小,当结果大于0时跳转
166 0xa4    if_icmple    比较栈顶两int型数值大小,当结果小于等于0时跳转
167 0xa5    if_acmpeq    比较栈顶两引用型数值,当结果相等时跳转
168 0xa6    if_acmpne    比较栈顶两引用型数值,当结果不相等时跳转
169 0xa7    goto    无条件跳转
170 0xa8    jsr    跳转至指定16位offset位置,并将jsr下一条指令地址压入栈顶
171 0xa9    ret    返回至局部变量指定的index的指令位置(一般与jsr,jsr_w联合使用)
172 0xaa    tableswitch    用于switch条件跳转,case值连续(可变长度指令)。
173 0xab    lookupswitch    用于switch条件跳转,case值不连续(可变长度指令)
174 0xac    ireturn    从当前方法返回int
175 0xad    lreturn    从当前方法返回long
176 0xae    freturn    从当前方法返回float
177 0xaf    dreturn    从当前方法返回double
178 0xb0    areturn    从当前方法返回对象引用
179 0xb1    return    从当前方法返回void
180 0xb2    getstatic    获取指定类的静态域,并将其值压入栈顶
181 0xb3    putstatic    为指定的类的静态域赋值
182 0xb4    getfield    获取指定类的实例域,并将其值压入栈顶
183 0xb5    putfield    为指定的类的实例域赋值
184 0xb6    invokevirtual    调用实例方法
185 0xb7    invokespecial    调用超类构造方法,实例初始化方法,私有方法
186 0xb8    invokestatic    调用静态方法
187 0xb9    invokeinterface    调用接口方法
188 0xba    invokedynamic    调用动态链接方法①
189 0xbb    new    创建一个对象,并将其引用值压入栈顶
190 0xbc    newarray    创建一个指定原始类型(如int、floatchar??)的数组,并将其引用值压入栈顶
191 0xbd    anewarray    创建一个引用型(如类,接口,数组)的数组,并将其引用值压入栈顶
192 0xbe    arraylength    获得数组的长度值并压入栈顶
193 0xbf    athrow    将栈顶的异常抛出
194 0xc0    checkcast    检验类型转换,检验未通过将抛出ClassCastException
195 0xc1    instanceof    检验对象是否是指定的类的实例,如果是将1压入栈顶,否则将0压入栈顶
196 0xc2    monitorenter    获得对象的monitor,用于同步方法或同步块
197 0xc3    monitorexit    释放对象的monitor,用于同步方法或同步块
198 0xc4    wide    扩展访问局部变量表的索引宽度
199 0xc5    multianewarray    创建指定类型和指定维度的多维数组(执行该指令时,操作栈中必须包含各维度的长度值),并将其引用值压入栈顶
200 0xc6    ifnull    为null时跳转
201 0xc7    ifnonnull    不为null时跳转
202 0xc8    goto_w    无条件跳转(宽索引)
203 0xc9    jsr_w    跳转至指定32位地址偏移量位置,并将jsr_w下一条指令地址压入栈顶
204 保留指令        
205 0xca    breakpoint    调试时的断点标志
206 0xfe    impdep1    用于在特定硬件中使用的语言后门
207 0xff    impdep1    用于在特定硬件中使用的语言后门
View Code
public class TestA {
  public TestA();
    Code:
       0: aload_0                
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V  
       4: return

  public void methodA();
    Code:
       0: new           #2                  // class java/lang/String  
       3: dup
       4: ldc           #3                  // String abc
       6: invokespecial #4                  // Method java/lang/String."<init>":(Ljava/lang/String;)V
       9: astore_1
      10: iconst_0
      11: istore_2
      12: iload_2
      13: ldc           #5                  // int 100000
      15: if_icmpge     44
      18: new           #6                  // class java/lang/StringBuilder
      21: dup
      22: invokespecial #7                  // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
      25: aload_1
      26: invokevirtual #8                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
      29: ldc           #9                  // String xyz
      31: invokevirtual #8                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
      34: invokevirtual #10                 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
      37: astore_1
      38: iinc          2, 1
      41: goto          12
      44: return

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: new           #11                 // class TestA
       3: dup
       4: invokespecial #12                 // Method "<init>":()V
       7: astore_1
       8: invokestatic  #13                 // Method java/lang/System.currentTimeMillis:()J
      11: lstore_2
      12: aload_1
      13: invokevirtual #14                 // Method methodA:()V
      16: invokestatic  #13                 // Method java/lang/System.currentTimeMillis:()J
      19: lstore        4
      21: lload         4
      23: lload_2
      24: lsub
      25: lstore        6
      27: getstatic     #15                 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
      30: lload         6
      32: invokevirtual #16                 // Method java/io/PrintStream.println:(J)V
      35: return
}

 我们将上述用到的指令找到一一对照:

 1 aload    将指定的引用类型局部变量推送至栈顶
 2 invokespecial    调用超类构造方法,实例初始化方法,私有方法
 3 return    从当前方法返回void
 4 new    创建一个对象,并将其引用值压入栈顶
 5 dup    复制栈顶数值并将复制值压入栈顶
 6 ldc    将int,float或String型常量值从常量池中推送至栈顶
 7 astore_1    将栈顶引用型数值存入第二个局部变量
 8 istore_2    将栈顶int型数值存入第三个局部变量
 9 iload_2    将第三个int型局部变量推送至栈顶
10 if_icmpge    比较栈顶两int型数值大小,当结果大于等于0时跳转
11 aload_1    将第二个引用类型局部变量推送至栈顶
12 invokevirtual    调用实例方法
13 iinc    将指定int型变量增加指定值
14 goto    无条件跳转
15 lstore_2    将栈顶long型数值存入第三个局部变量
16 nvokestatic    调用静态方法
17 lstore    将栈顶long型数值存入指定局部变量
18 lload_2    将第三个long型局部变量推送至栈顶
19 lsub    将栈顶两long型数值相减并将结果压入栈顶
20 lstore    将栈顶long型数值存入指定局部变量
21 getstatic    获取指定类的静态域,并将其值压入栈顶
View Code

我们通过反汇编可以看出来,在字符串连接的地方,java调用了StringBulider的方法来进行字符串连接操作的,而且调用了两次。我们通过eclipse来观察其源码,查看String中的StringBuilder。通过查看源码,我们发现方法A的连接方式是调用StringBuilder的append,而StringBuilder的append方法调用的是其父类AbstractStringBuilder的append方法,里面调用了Arrays.copyOf方法。但是每次进行字符串连接操作,都会创建两个新的String对象,一个是已知的,一个是连接好的新对象,即:连接一次,需要创建两个新对象。

 

而在ensureCapacityInternal调用了一个copyof方法,该方法中创建了一个新的对象来存储连接后的字符串,程序执行几次,就创建几个新的对象。String类是不可改变的,一旦创建了String对象,那它的值就无法改变了,因此需要不断创建新的String类对象来存储新的连接之后的字符串。

而语句中的代码可以翻译为:

s = new StringBuilder().append(s).append(i).toString();

 

接下来让我们来看方法B:

TestB:

public class TestB {
  public TestB();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":
()V
       4: return

  public void methodB();
    Code:
       0: new           #2                  // class java/lang/String
       3: dup
       4: ldc           #3                  // String abc
       6: invokespecial #4                  // Method java/lang/String."<init>"(Ljava/lang/String;)V
       9: astore_1
      10: iconst_0
      11: istore_2
      12: iload_2
      13: ldc           #5                  // int 100000
      15: if_icmpge     31
      18: aload_1
      19: ldc           #6                  // String xyz
      21: invokevirtual #7                  // Method java/lang/String.concat:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;
      24: astore_1
      25: iinc          2, 1
      28: goto          12
      31: return

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: new           #8                  // class TestB
       3: dup
       4: invokespecial #9                  // Method "<init>":()V
       7: astore_1
       8: invokestatic  #10                 // Method java/lang/System.currentTimeMillis:()J
      11: lstore_2
      12: aload_1
      13: invokevirtual #11                 // Method methodB:()V
      16: invokestatic  #10                 // Method java/lang/System.currentTimeMillis:()J
      19: lstore        4
      21: lload         4
      23: lload_2
      24: lsub
      25: lstore        6
      27: getstatic     #12                 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
      30: lload         6
      32: invokevirtual #13                 // Method java/io/PrintStream.println:(J)V
      35: return
}

 在方法B中,连接字符串调用了java内置的连接字符串的方法。

String.concat()的方法简单粗暴,直接Arrays.copyOf,每次连接只调用一次copyof方法,直接内存复制,这根StringBuilder原理类似,但是它不用初始化StringBuilder对象,只是每次concat都会创建一个新的String对象,所以它在这里比方法A要快。

 

下面我们来看方法C:

TestC:

public class TestC {
  public TestC();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":
()V
       4: return

  public void methodC();
    Code:
       0: new           #2                  // class java/lang/StringBuffer
       3: dup
       4: ldc           #3                  // String abc
       6: invokespecial #4                  // Method java/lang/StringBuffer."<i
nit>":(Ljava/lang/String;)V
       9: astore_1
      10: iconst_0
      11: istore_2
      12: iload_2
      13: ldc           #5                  // int 100000
      15: if_icmpge     31
      18: aload_1
      19: ldc           #6                  // String xyz
      21: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuffer.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuffer;
      24: pop
      25: iinc          2, 1
      28: goto          12
      31: return

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: new           #8                  // class TestC
       3: dup
       4: invokespecial #9                  // Method "<init>":()V
       7: astore_1
       8: invokestatic  #10                 // Method java/lang/System.currentTimeMillis:()J
      11: lstore_2
      12: aload_1
      13: invokevirtual #11                 // Method methodC:()V
      16: invokestatic  #10                 // Method java/lang/System.currentTimeMillis:()J
      19: lstore        4
      21: lload         4
      23: lload_2
      24: lsub
      25: lstore        6
      27: getstatic     #12                 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
      30: lload         6
      32: invokevirtual #13                 // Method java/io/PrintStream.println:(J)V
      35: return
}

 

我们可以看到,方法C中使用的是StringBuffer的方法来连接字符串。因为刚开始的字符串是用StringBuffer创建的,而StringBuffer中的内容是可以修改的,即不用再创建对象就能完成字符串的连接,因此效率现对来说很高。

 

posted @ 2018-05-05 23:16  CiaoBello  阅读(337)  评论(0编辑  收藏  举报