警惕Java编译器中那些“蜜糖”陷阱

一、前言

随着Java编译器不断地向前发展，它为程序员们提供了越来越多的“蜜糖”（compiler suger），极大地方便了程序的开发，例如，foreach的增强模式，自动拆箱与装箱以及字符串的连接操作......

这些"蜜糖"带给我们很多的便利，但是也存在着一些陷阱。

二、自动拆装箱陷阱

首先我们来看看大家最为熟悉的自动拆装箱（boxing），boxing可以自动帮我们完成基本类型和基本类型包裹器之间的转换。

具体使用方法可以参考有名的Java Gossip（http://openhome.cc/Gossip/Java/Wrapper.html）。

当然，这个蜜糖也存在着一些臭名昭著的陷阱。对于这些陷阱，我们同样可以从Java Gossip（http://openhome.cc/Gossip/Java/AutoBoxUnBox.html）获得警示。

三、字符串连接陷阱

这里我们会重点介绍一个容易被大家忽视的陷阱“字符串连接”，有下面两个toString方法，你会选择哪一个呢？

Snippet A:

public String toString(){
    return "{a:"+ a + ", b:" + b + ", c: " + c +"}";
}

Snippet B:

public String toString(){
    StringBuilder sb = new StringBuilder(100);
    return sb.append("{a:").append(a)
          .append(", b:").append(b)
          .append(", c:").append(c)
          .append("}")
          .toString();
}

记得有些书里面曾经说过我们做大规模字符串连接的时候应该使用StringBuilder，因为StringBuilder可以避免重复地创建String对象。

这个忠告在JDK6之前也许是对的，但是JDK6以后情况就不是这样了。我们使用反编译工具来看看Snippet A会被Java编译器优化成什么样子呢？

Snippet C:

public String toString()
    {
        return (new StringBuilder()).append("{a:").append(a).append(", b:").append(b).append(", c: ").append(c).append("}").toString();
    }

Snippet C是Java编译器优化后Snippet A的结果，我们可以看到Java编译器已经将String的"+"操作符连接转换成了StringBuilder的append连接。

而且，Snippet A相比较于Snippet B更简洁，更方便。那我们是不是在编写代码的时候就可以放弃StringBuilder了呢？

下面，我们再比较两个toString代码片段：

Snippet D:

    public String toString()
    {
        String str = "";
        for(int i=0;i<100000;i++){
            str += "*";
        }
        return str;
    }

Snippet E:

    public String toString()
    {
        StringBuilder strBuilder = new StringBuilder();
        for(int i=0;i<100000;i++){
            strBuilder.append("*");
        }
        return strBuilder.toString();
    }

那么，Snippnet D和Snippet E的性能还会是一样的吗？

简单测试就会发现两者的性能差距很大，

Snippet D耗时大约12s，但是Snippet E耗时不足1ms。

我们依然可以通过反编译工具来找到答案，通过反编译我们可以发现Snippet D会被编译器成如下片段：

    public String toString()
    {
        String s = "";
        for(int i = 0; i < 0x186a0; i++)
            s = (new StringBuilder()).append(s).append("*").toString();
 
        s = (new StringBuilder()).append(s).append("*").toString();
        return s;
    }

也就是说Java编译器并没有优化掉for循环结构体，它依然在不断重复地创建StringBuilder对象和String对象。

因此，当我们选择在一个for结构体里面做大量的字符串连接操作时，我们依然要使用StringBuilder的append操作。

四、总结

Java编译器给我们提供了很多的蜜糖，也提供了很多优化的功能（许多基于JMM的优化会给我们带来更多的“surprise”，例如指令重新排序）。

这些优化给我们带了便利和性能的提升，但是我们使用它们的同时，也必须了解这些优化背后的原理。否则，你可能就得生活在"surprise"当中了。