用javap分析java编译器对string常量表达式的处理和优化
?最近看了下javaeye上一篇关于string优化的文章，借此分析下string 原文地址http://skydream.iteye.com/blog/48351?
?? ?先看看作者的问题分析：
???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
?? 现在我们不管作者的分析是否正确，通过jdk的工具javap，看看class文件，如下：
?0: ? ldc ? ? #16; //String ab
?2: ? astore_1
?3: ? ldc ? ? #16; //String ab
?5: ? astore_2
?6: ? getstatic ? ? ? #18; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
?9: ? aload_1
?10: ?aload_2
?11: ?if_acmpne ? ? ? 18
?14: ?iconst_1
?15: ?goto ? ?19
?18: ?iconst_0
?19: ?invokevirtual ? #24; //Method java/io/PrintStream.println:(Z)V
?22: ?return
通过?0: ? ldc ? ? #16; //String ab和?3: ? ldc ? ? #16; //String ab ，知道该java文件通过编译器编译后都变为??? String b = "ab"; 和作者分析的一样。
接着作者分析了下string+?基本类型，看看作者的分析：
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 = true?
String a = "atrue";?
String b = "a" + true;?
System.out.println((a == b));? //result = true?
String 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。?
事实的真假还是用javap看看:
?
?? 0: ? ldc ? ? #16; //String a1
?? 2: ? astore_1
?? 3: ? ldc ? ? #16; //String a1
?? 5: ? astore_2
?? 6: ? getstatic ? ? ? #18; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
?? 9: ? aload_1
?? 10: ?aload_2
?? 11: ?if_acmpne ? ? ? 18
?? 14: ?iconst_1
?? 15: ?goto ? ?19
?? 18: ?iconst_0
?? 19: ?invokevirtual ? #24; //Method java/io/PrintStream.println:(Z)V
?? 22: ?return
?
??看看 ?0: ? ldc ? ? #16; //String a1和?? 0: ? ldc ? ? #16; //String a1，知道作者的分时正确的。
??接着作者又分析了下 string+string对象,作者分析如下：
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。?
还是javap看看代码：
?
?? 0: ? ldc ? ? #16; //String ab
?? 2: ? astore_1
?? 3: ? ldc ? ? #18; //String b
?? 5: ? astore_2
?? 6: ? new ? ? #20; //class java/lang/StringBuilder
?? 9: ? dup
?? 10: ?ldc ? ? #22; //String a
?? 12: ?invokespecial ? #24; //Method java/lang/StringBuilder."<init>":(Ljava/lang/String;)V
?? 15: ?aload_2
?? 16: ?invokevirtual ? #27; //Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
?? 19: ?invokevirtual ? #31; //Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
?? 22: ?astore_3
?? 23: ?getstatic ? ? ? #35; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
?? 26: ?aload_1
?? 27: ?aload_3
?? 28: ?if_acmpne ? ? ? 35
?? 31: ?iconst_1
?? 32: ?goto ? ?36
?? 35: ?iconst_0
?? 36: ?invokevirtual ? #41; //Method java/io/PrintStream.println:(Z)V
?? 39: ?return
?
?? 来看看?? 0: ? ldc ? ? #16; //String ab 说明 变量a直接从常量池中取出ab字符串，在看看?
?3: ? ldc ? ? #18; //String b
?5: ? astore_2
?6: ? new ? ? #20; //class java/lang/StringBuilder
?9: ? dup
?10: ?ldc ? ? #22; //String a
?? 可以知道变量b是通过new出一个StringBuilder来赋值给变量b的。这进一步证明了作者的说法。
最后看看作者分析的最后一种情况，原文：
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";?
}?
先看看常量变量的javap的结果：
?
?? 0: ? ldc ? ? #16; //String ab
?? 2: ? astore_1
?? 3: ? ldc ? ? #18; //String b
?? 5: ? astore_2
?? 6: ? ldc ? ? #16; //String ab
?? 8: ? astore_3
?? 9: ? getstatic ? ? ? #20; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
?? 12: ?aload_1
?? 13: ?aload_3
?? 14: ?if_acmpne ? ? ? 21
?? 17: ?iconst_1
?? 18: ?goto ? ?22
?? 21: ?iconst_0
?? 22: ?invokevirtual ? #26; //Method java/io/PrintStream.println:(Z)V
?? 25: ?return
?
??看看 0: ? ldc ? ? #16; //String ab ?和??? 6: ? ldc ? ? #16; //String ab 通过优化后变量a，b是指向相同的常量空间。
?? 再用javap分析下通过静态方法获得的：?
?? 0: ? ldc ? ? #16; //String ab
?? 2: ? astore_1
?? 3: ? invokestatic ? ?#18; //Method getBB:()Ljava/lang/String;
?? 6: ? astore_2
?? 7: ? new ? ? #22; //class java/lang/StringBuilder
?? 10: ?dup
?? 11: ?ldc ? ? #24; //String a
?? 13: ?invokespecial ? #26; //Method java/lang/StringBuilder."<init>":(Ljava/lang/String;)V
?? 16: ?aload_2
?? 17: ?invokevirtual ? #29; //Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
?? 20: ?invokevirtual ? #33; //Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
?? 23: ?astore_3
?? 24: ?getstatic ? ? ? #36; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
?? 27: ?aload_1
?? 28: ?aload_3
?? 29: ?if_acmpne ? ? ? 36
?? 32: ?iconst_1
?? 33: ?goto ? ?37
?? 36: ?iconst_0
?? 37: ?invokevirtual ? #42; //Method java/io/PrintStream.println:(Z)V
?? 40: ?return
????分析：0: ? ldc ? ? #16; //String ab 变量a的值直接指向常量池中的‘ab’，
?? 通过下面的分析可知 变量2通过StringBuilder进行string操作。
?
???7: ? new ? ? #22; //class java/lang/StringBuilder
?? 10: ?dup
?? 11: ?ldc ? ? #24; //String a
?? 13: ?invokespecial ? #26; //Method java/lang/StringBuilder."<init>":(Ljava/lang/String;)V
?? 16: ?aload_2
?? 17: ?invokevirtual ? #29; //Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
?? 20: ?invokevirtual ? #33; //Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
?? 23: ?astore_3
?
?? ? 通过javap分析大家应该更清楚string在java中的优化了。
