java 開發(fā)使用字符串和數(shù)字的性能分析
java 開發(fā)使用字符串和數(shù)字的性能分析
前言：
分析使用字符串和數(shù)字，在軟件產(chǎn)品上線后用戶較多的情況下，很有必要考慮的問題，這直接體現(xiàn)了用戶的體驗程度，總不能讓用戶用著很卡的感覺吧！
在我多年的開發(fā)經(jīng)驗中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)的一個情況就是，很多項目的對象字段或者是數(shù)據(jù)庫字段本來是數(shù)字類型的，卻被定義成字符串類型，這無關(guān)痛癢嗎？
對于小項目來說，可能沒什么影響，反正只要業(yè)務(wù)邏輯正確即可，性能沒什么問題，因為數(shù)據(jù)也不多，用戶也不多。
然而，對于大數(shù)據(jù)處理來說，這個可不是小事，從字符串替換為數(shù)字類型，可以極大地節(jié)省內(nèi)存、磁盤存儲以及網(wǎng)絡(luò)帶寬，減少IO的代價，而且很多數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法使用數(shù)字類型比字符串要更快。
我們來看一個例子，假設(shè)你有很多的日志需要處理，而每條日志都有一個唯一的標識，標識類似這樣的格式：
F5051582611729507844 3832154813577306424 F1624235934976711017 3810376634214027595 F6884923813121317381 7278044081826528150
看到這些標識，你怎么想？我的第一反應(yīng)應(yīng)該是數(shù)字，可是怎么有個F呢？我想可以把它當做16進制。后來發(fā)現(xiàn)可以把F當做負號，這就是一個64位的長整型。
那么如果你把這些標識當成字符串，會有什么不同呢？
當然有，如果你每秒要處理這樣的日志百萬或者千萬條，每條處理結(jié)果可能會包含百萬或者千萬個這樣的標識元素構(gòu)成的集合，這個不同就會體現(xiàn)的非常明顯。
下面，我們來分析一下標識3832154813577306424的存儲占用情況：
1、內(nèi)存占用
當做字符串：我們知道，JAVA中字符串是由字符構(gòu)成的，一個字符是由2個字節(jié)構(gòu)成的（這是JAVA的悲劇了），上述標識有19個字符，所以，占用的內(nèi)存大小為：19*2+4=42（字節(jié)），+4是因為字符串使用一個整型保存字符串的哈希值。
當做數(shù)字：如當做長整型，則占用的內(nèi)存大小為8字節(jié)。
這里有5倍以上的差距了吧。
2、序列化字節(jié)大小
當我們需要通過網(wǎng)絡(luò)傳輸這些標識或者需要把這些標識存儲到磁盤中的時候，我們就需要把這些標識轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)組，如何轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)組呢？我們可以使用多種編碼方式。
當做字符串：我們知道，JAVA中字符串轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)組可以使用多種編碼方式，我們看看常見的編碼方式對如上字符串編碼之后的字節(jié)數(shù)：
String abc = "3832154813577306424";
System.out.println("3832154813577306424 length:"+abc.length());
System.out.println(Charset.defaultCharset().name()+":"+abc.getBytes().length);
System.out.println("unicode:"+abc.getBytes("unicode").length);
System.out.println("gbk:"+abc.getBytes("gbk").length);
System.out.println("gb2312:"+abc.getBytes("gb2312").length);
System.out.println("ISO-8859-1:"+abc.getBytes("ISO-8859-1").length);
輸出如下：
3832154813577306424 length:19 UTF-8:19 unicode:40 gbk:19 gb2312:19 ISO-8859-1:19
當做數(shù)字：如當做長整型，則占用的內(nèi)存大小為8字節(jié)。
這里有2倍以上的差距了吧。
那么我們?nèi)绾卧陂L整型和字節(jié)數(shù)組之間轉(zhuǎn)換呢？
String abc = "3832154813577306424";
System.out.println("3832154813577306424 length:"+abc.length());
System.out.println("long:"+ByteUtils.longToBytes(Long.parseLong(abc)).length);
byte[] bytes = ByteUtils.longToBytes(Long.parseLong(abc));
System.out.println("string:"+ByteUtils.bytesToLong(bytes));
輸出如下：
3832154813577306424 length:19 long:8 string:3832154813577306424
public static byte[] longToBytes(long x) {
ByteBuffer longBuffer = ByteBuffer.allocate(Long.BYTES);
longBuffer.putLong(0, x);
return longBuffer.array();
}
public static long bytesToLong(byte[] bytes) {
return bytesToLong(bytes, 0, bytes.length);
}
public static long bytesToLong(byte[] bytes, int offset, int length) {
ByteBuffer longBuffer = ByteBuffer.allocate(Long.BYTES);
longBuffer.put(bytes, offset, length);
longBuffer.flip();//need flip
return longBuffer.getLong();
}
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