java字符串拼接與性能分析詳解

更新時間：2014年01月03日 10:04:16 作者：

在JAVA中拼接兩個字符串的最簡便的方式就是使用操作符”+”。如果你用”+”來連接固定長度的字符串，可能性能上會稍受影響，但是如果你是在循環(huán)中來”+”多個串的話，性能將指數(shù)倍的下降，下面我們分析一下JAVA字符串拼接的性能

假設有一個字符串，我們將對這個字符串做大量循環(huán)拼接操作，使用”+”的話將得到最低的性能。但是究竟這個性能有多差？如果我們同時也把StringBuffer,StringBuilder或String.concat()放入性能測試中，結果又會如何呢？本文將會就這些問題給出一個答案！

我們將使用Per4j來計算性能，因為這個工具可以給我們一個完整的性能指標集合，比如最小，最大耗時，統(tǒng)計時間段的標準偏差等。在測試代碼中，為了得到一個準確的標準偏差值，我們將執(zhí)行20個拼接”*”50,000次的測試。下面是我們將使用到的拼接字符串的方法：

復制代碼代碼如下:

Concatenation Operator (+)
String concat method – concat(String str)
StringBuffer append method – append(String str)
StringBuilder append method – append(String str)

最后，我們將看看字節(jié)碼，來研究這些方法到底是如何執(zhí)行的。現(xiàn)在，讓我們先開始來創(chuàng)建我捫的類。注意為了計算每個循環(huán)的性能，代碼中的每段測試代碼都需要用Per4J庫進行封裝。首先我們先定義迭代次數(shù)

復制代碼代碼如下:

private static  final int  OUTER_ITERATION=20;  
private static final int INNER_ITERATION=50000;  

接下來，我們將使用上述4個方法來實現(xiàn)我們的測試代碼。

復制代碼代碼如下:

String addTestStr = "";  

String concatTestStr = "";  

StringBuffer concatTestSb = null;  

StringBuilder concatTestSbu = null;  

for (int outerIndex=0;outerIndex<=OUTER_ITERATION;outerIndex++) {  

    StopWatch stopWatch = new LoggingStopWatch("StringAddConcat");  

    addTestStr = "";  

    for (int innerIndex=0;innerIndex<=INNER_ITERATION;innerIndex++)  

    addTestStr += "*";  

    stopWatch.stop();  

}        

for (int outerIndex=0;outerIndex<=OUTER_ITERATION;outerIndex++) {  

    StopWatch stopWatch = new LoggingStopWatch("StringConcat");  

    concatTestStr = "";  

    for (int innerIndex=0;innerIndex<=INNER_ITERATION;innerIndex++)  

    concatTestStr.concat("*");  

    stopWatch.stop();  

}  

for (int outerIndex=0;outerIndex<=OUTER_ITERATION;outerIndex++) {  

    StopWatch stopWatch = new LoggingStopWatch("StringBufferConcat");  

    concatTestSb = new StringBuffer();  

    for (int innerIndex=0;innerIndex<=INNER_ITERATION;innerIndex++)  

    concatTestSb.append("*");  

    stopWatch.stop();  

}  

for (int outerIndex=0;outerIndex<=OUTER_ITERATION;outerIndex++) {  

    StopWatch stopWatch = new LoggingStopWatch("StringBuilderConcat");  

    concatTestSbu = new StringBuilder();  

    for (int innerIndex=0;innerIndex<=INNER_ITERATION;innerIndex++)  

    concatTestSbu.append("*");  

    stopWatch.stop();  

}

接下來通過運行程序來生成性能指標。我的運行環(huán)境是64位的Windown7操作系統(tǒng)，32位的JVM(7-ea) 帶4GB內存，雙核Quad 2.00GHz的CPU的機器

結果非常完美如我們想象的那樣。唯一比較有趣的事情是為什么String.concat也很不錯，我們都知道，String是一個常類（初始化后就不會改變的類），那么為什么concat的性能會更好一些呢。(譯者注：其實原文作者的測試代碼有問題，對于concat()方法的測試代碼應該寫成 concatTestStr=concatTestStr.concat(“*”)才對。)為了回答這個問題，我們應該看看concat反編譯出來的字節(jié) 碼。在本文的下載包里面包含了所有的字節(jié)碼，但是現(xiàn)在我們先看一下concat的這個代碼片段：

復制代碼代碼如下:

  new #6; //class java/lang/StringBuilder 
  dup 
  invokespecial   #7; //Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V 
  aload_1 
  invokevirtual   #8; //Method java/lang/StringBuilder.append: 
         (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; 
  ldc #9; //String * 
  invokevirtual   #8; //Method java/lang/StringBuilder.append: 
         (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; 
  invokevirtual   #10; //Method java/lang/StringBuilder.toString:() 
         Ljava/lang/String; 
  astore_1 
  iinc    7, 1 
  goto    38 

這段代碼是String.concat()的字節(jié)碼，從這段代碼中，我們可以清楚的看到，concat()方法使用了 StringBuilder，concat()的性能應該和StringBuilder的一樣好，但是由于額外的創(chuàng)建StringBuilder和做.append(str).append(str).toString()的操作，使得concate的性能會受到一些影響，所以 StringBuilder和String Cancate的時間是1.8和3.3。

因此，即時在做最簡單的拼接時，如果我們不想創(chuàng)建StringBuffer或StringBuilder實例使，我們也因該使用concat。但是對于大量的字符串拼接操作，我們就不應該使用concat(譯者注：因為測試代碼功能上并不完全等價，更換后的測試代碼concat的平均處理時間是1650.9毫秒。這個結果在原文的評論里面。)，因為concat會降低你程序的性能，消耗你的cpu。因此，在不考慮線程安全和同步的情況下，為了獲得最高的性能，我們應盡量使用StringBuilder。

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