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《字符串连接你用+还是用StringBuilder》续

前面的一篇文章《字符串连接你用+还是用StringBuilder 》，有朋友找我反馈了一些问题，其中一位朋友说JDK10下生成的字节码跟文章中并不一样，这里继续看下是什么情况。

问题描述

如下图，按照《字符串连接你用+还是用StringBuilder 》的代码在 javap 后发现它并没有创建 StringBuilder 类和一些相应的操作，与文章的描述的并不符合，使用的JDK版本为JDK10。

问题原因

JDK9及以后的编译器已经改成用动态指令执行字节码了，具体的调用实现在 java.lang.invoke.StringConcatFactory 类中，也就是说指令没有生成到class文件中保存起来，而是运行时生成。具体实现如下，有六种策略，前五种还是用StringBuilder实现。

JDK9前后

对于下面简单的例子，JDK8及之前和JDK9及之后编译的字节码有什么差别

public class TestString2 {
	public static void main(String[] args) {
		String s = "www";
		for (int i = 0; i < 10; i++)
			s += i;
	}
}
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JDK8及之前，

public class com.seaboat.string.TestString2 {
  public com.seaboat.string.TestString2();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #8                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: ldc           #16                 // String www
       2: astore_1
       3: iconst_0
       4: istore_2
       5: goto          30
       8: new           #18                 // class java/lang/StringBuilder
      11: dup
      12: aload_1
      13: invokestatic  #20                 // Method java/lang/String.valueOf:(Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/String;
      16: invokespecial #26                 // Method java/lang/StringBuilder."<init>":(Ljava/lang/String;)V
      19: iload_2
      20: invokevirtual #29                 // Method java/lang/StringBuilder.append:(I)Ljava/lang/StringBuilder;
      23: invokevirtual #33                 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
      26: astore_1
      27: iinc          2, 1
      30: iload_2
      31: bipush        10
      33: if_icmplt     8
      36: return
}
复制代码

JDK9及之后，

public class com.seaboat.string.TestString2 {
  public com.seaboat.string.TestString2();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: ldc           #2                  // String www
       2: astore_1
       3: iconst_0
       4: istore_2
       5: iload_2
       6: bipush        10
       8: if_icmpge     25
      11: aload_1
      12: iload_2
      13: invokedynamic #3,  0              // InvokeDynamic #0:makeConcatWithConstants:(Ljava/lang/String;I)Ljava/lang/String;
      18: astore_1
      19: iinc          2, 1
      22: goto          5
      25: return
}
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InvokeDynamic

可以看到JDK9之后生成的字节码是比较简洁的，只有一个 InvokeDynamic 指令，编译器会给该类字节码增加 invokedynamic 指令相关内容，包括方法句柄、引导方法、调用点、方法类型等等。它会调用 java.lang.invoke.StringConcatFactory 类中的 makeConcatWithConstants 方法，它有六种策略来处理字符串。如下代码所示，有默认的策略，也可以通过 java.lang.invoke.stringConcat 启动参数来修改策略。

private static final Strategy DEFAULT_STRATEGY = Strategy.MH_INLINE_SIZED_EXACT;

static {
        STRATEGY = DEFAULT_STRATEGY;

        Properties props = GetPropertyAction.privilegedGetProperties();
        final String strategy =
                props.getProperty("java.lang.invoke.stringConcat");
        CACHE_ENABLE = Boolean.parseBoolean(
                props.getProperty("java.lang.invoke.stringConcat.cache"));
        DEBUG = Boolean.parseBoolean(
                props.getProperty("java.lang.invoke.stringConcat.debug"));
        final String dumpPath =
                props.getProperty("java.lang.invoke.stringConcat.dumpClasses");

        STRATEGY = (strategy == null) ? DEFAULT_STRATEGY : Strategy.valueOf(strategy);
        CACHE = CACHE_ENABLE ? new ConcurrentHashMap<>() : null;
        DUMPER = (dumpPath == null) ? null : ProxyClassesDumper.getInstance(dumpPath);
    }
复制代码

private enum Strategy {
        BC_SB,
        BC_SB_SIZED,
        BC_SB_SIZED_EXACT,
        MH_SB_SIZED,
        MH_SB_SIZED_EXACT,
        MH_INLINE_SIZED_EXACT
    }
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有六种策略，前五种还是用StringBuilder实现，而默认的策略 MH_INLINE_SIZED_EXACT ，这种策略下是直接使用字节数组来操作，并且字节数组长度预先计算好，可以减少字符串复制操作。实现的核心是通过 MethodHandle 来实现 runtime，具体实现逻辑在 MethodHandleInlineCopyStrategy.generate 方法中。

private static MethodHandle generate(Lookup lookup, String className, MethodType mt, Recipe recipe) throws StringConcatException {
        try {
            switch (STRATEGY) {
                case BC_SB:
                    return BytecodeStringBuilderStrategy.generate(lookup, className, mt, recipe, Mode.DEFAULT);
                case BC_SB_SIZED:
                    return BytecodeStringBuilderStrategy.generate(lookup, className, mt, recipe, Mode.SIZED);
                case BC_SB_SIZED_EXACT:
                    return BytecodeStringBuilderStrategy.generate(lookup, className, mt, recipe, Mode.SIZED_EXACT);
                case MH_SB_SIZED:
                    return MethodHandleStringBuilderStrategy.generate(mt, recipe, Mode.SIZED);
                case MH_SB_SIZED_EXACT:
                    return MethodHandleStringBuilderStrategy.generate(mt, recipe, Mode.SIZED_EXACT);
                case MH_INLINE_SIZED_EXACT:
                    return MethodHandleInlineCopyStrategy.generate(mt, recipe);
                default:
                    throw new StringConcatException("Concatenation strategy " + STRATEGY + " is not implemented");
            }
        } catch (Error | StringConcatException e) {
            throw e;
        } catch (Throwable t) {
            throw new StringConcatException("Generator failed", t);
        }
    }
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