如何关闭字符串连接优化

Question

在 Java 9 中，Oracle 改进了字符串连接。现在"" + someBoolean 变成invokedynamic，StringConcatFabric.makeConcat 作为引导方法。该结构在运行时生成连接您的字符串的类。我想禁用此行为并回退到普通的旧字符串生成器。
所以我认为 javac 有做我想做的事情的标志。但我找不到它。

Answer 1

字符串连接功能有两个部分。

1. 在运行时

   在 Java 9+ 中，在运行时，字符串连接由 StringConcatFactory 类 (javadoc) 控制。这是因为javac 在需要字符串连接的地方生成invokedynamic 字节码到StringConcatFactory::makeConcat。

   StringConcatFactory 以Strategy 枚举 (source code) 的形式定义了几种 runtime 连接策略。

   您可以通过设置-Djava.lang.invoke.stringConcat从命令行更改默认策略

   要在运行时获取 Java-8 行为，您需要将其设置为 BC_SB，代表“Bytecode, StringBuilder”

   为了完整起见，这里是其他值：

   /**
    * Bytecode generator, calling into {@link java.lang.StringBuilder}.
    */
   BC_SB,
   
   /**
    * Bytecode generator, calling into {@link java.lang.StringBuilder};
    * but trying to estimate the required storage.
    */
   BC_SB_SIZED,
   
   /**
    * Bytecode generator, calling into {@link java.lang.StringBuilder};
    * but computing the required storage exactly.
    */
   BC_SB_SIZED_EXACT,
   
   /**
    * MethodHandle-based generator, that in the end calls into {@link java.lang.StringBuilder}.
    * This strategy also tries to estimate the required storage.
    */
   MH_SB_SIZED,
   
   /**
    * MethodHandle-based generator, that in the end calls into {@link java.lang.StringBuilder}.
    * This strategy also estimate the required storage exactly.
    */
   MH_SB_SIZED_EXACT,
   
   /**
    * MethodHandle-based generator, that constructs its own byte[] array from
    * the arguments. It computes the required storage exactly.
    */
   MH_INLINE_SIZED_EXACT
   

2. 编译时

   正如 Kayaman 正确指出的那样，StringConcatFactory 仅在 运行时 影响程序。字节码仍将包含invokedynamic 到StringConcatFactory，只要字符串连接在一起。有几种方法可以回复对 StringBuilder 的调用：

   • 禁用此行为的最直接方法是将--release=8 标志传递给 javac 以强制生成 Java-8 兼容代码。但是，这不仅会影响字符串连接。

   • 更有针对性的选项是通过传递-XDstringConcat=inline 来专门控制串联。

     我们以这段代码为例：

     public class Print {    
         public static void main(String[] args) {
             String foo = "a";
             String bar = "b";
             System.out.println(foo+bar);
         }
     }
     

     如果我们在没有任何标志的情况下编译它，我们会得到：

     public class Print {
       public Print();
         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 a
            2: astore_1
            3: ldc           #3                  // String b
            5: astore_2
            6: getstatic     #4                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
            9: aload_1
           10: aload_2
           11: invokedynamic #5,  0              // InvokeDynamic #0:makeConcatWithConstants:(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;
           16: invokevirtual #6                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
           19: return
     }
     

     注意invokedynamic 到makeConcatWithConstants。

     但是，如果我们运行 javac -XDstringConcat=inline Print.java，我们会得到：

     public class Print {
       public Print();
         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 a
            2: astore_1
            3: ldc           #3                  // String b
            5: astore_2
            6: getstatic     #4                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
            9: new           #5                  // class java/lang/StringBuilder
           12: dup
           13: invokespecial #6                  // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
           16: aload_1
           17: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
           20: aload_2
           21: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
           24: invokevirtual #8                  // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
           27: invokevirtual #9                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
           30: return
     }
     

     这里的String 连接是使用StringBuilder 完成的，就像在Java 8 中一样。

Answer 2

从 Java 15 开始，StringConcatFactory 没有提供除 MH_INLINE_SIZED_EXACT 之外的其他连接策略。请参阅邮件列表中的this thread 和this bug 了解详情。

正如 Malt 在 his answer 中已经指出的那样，您现在只能通过在编译时禁用 invokedynamic 来返回到 StringBuilders。为此，请将-XDstringConcat=inline 标志传递给编译器。上述更多细节参考了 Malt 的回答。

如果使用来自 Maven Central 的 JAR 文件，you will need to recompile them yourself。