前言
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;
}
}
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
}
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
}
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);
}
private enum Strategy {
BC_SB,
BC_SB_SIZED,
BC_SB_SIZED_EXACT,
MH_SB_SIZED,
MH_SB_SIZED_EXACT,
MH_INLINE_SIZED_EXACT
}
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);
}
}