Java 5种字符串拼接方式性能比较

时间：2021-06-24 20:10:05

总结：字符串优化

由于String对象时不可变对象，因此在需要对字符串进行修改操作时（如字符串连接和替换），String对象总是会生成新的对象，所以其性能相对较差。

String常量的累加操作：对于静态字符串的连接操作，Java在编译时会进行彻底的优化，将多个连接操作的字符串在编译时合成一个单独的长字符串。

String变量的累加操作：底层使用了StringBuilder的功能。
StringBuffer和StringBuilder的扩容策略：当字符串缓冲区容量不足时，原有容量将会加倍，以新的容量来申请内存空间，建立新的char数组，然后将原数组中的内容复制到这个新的数组当中。因此，对于大对象的扩容会涉及大量的内存复制操作。所以，如果能够预先评估StringBuilder或StringBuffer的大小，将能够有效的节省这些操作，从而提高系统的性能。

JAVA的字符串拼接与性能

在JAVA中拼接两个字符串的最简便的方式就是使用操作符”+”了。如果你用”+”来连接固定长度的字符串，可能性能上会稍受影响，但是如果你是在循环中来”+”多个串的话，性能将指数倍的下降。假设有一个字符串，我们将对这个字符串做大量循环拼接操作，使用”+”的话将得到最低的性能。但是究竟这个性能有多差？

如果我们同时也把StringBuffer,StringBuilder或String.concat()放入性能测试中，结果又会如何呢？本文将会就这些问题给出一个答案！

　　我们将使用Per4j来计算性能，因为这个工具可以给我们一个完整的性能指标集合，比如最小，最大耗时，统计时间段的标准偏差等。在测试代码中，为了得到一个准确的标准偏差值，我们将执行20个拼接”*”50,000次的测试。下面是我们将使用到的拼接字符串的方法：

　　Concatenation Operator (+)

　　String concat method – concat(String str)

　　StringBuffer append method – append(String str)

　　StringBuilder append method – append(String str)

　　最后，我们将看看字节码，来研究这些方法到底是如何执行的。现在，让我们先开始来创建我扪的类。注意为了计算每个循环的性能，代码中的每段测试代码都需要用Per4J库进行封装。首先我们先定义迭代次数
　　1 private static final int OUTER_ITERATION=20;
　　2 private static final int INNER_ITERATION=50000;

　　接下来，我们将使用上述4个方法来实现我们的测试代码。
　　01 String addTestStr = "";
　　02 String concatTestStr = "";
　　03 StringBuffer concatTestSb = null;
　　04 StringBuilder concatTestSbu = null;
　　05 for (intouterIndex=0;outerIndex<=OUTER_ITERATION;outerIndex++) {
　　06 StopWatch stopWatch = newLoggingStopWatch("StringAddConcat");
　　07 addTestStr = "";
　　08 for (intinnerIndex=0;innerIndex<=INNER_ITERATION;innerIndex++)
　　09 addTestStr += "*";
　　10 stopWatch.stop();
　　11 }
　　12 for (intouterIndex=0;outerIndex<=OUTER_ITERATION;outerIndex++) {
　　13 StopWatch stopWatch = newLoggingStopWatch("StringConcat");
　　14 concatTestStr = "";
　　15 for (intinnerIndex=0;innerIndex<=INNER_ITERATION;innerIndex++)
　　16 concatTestStr.concat("*");
　　17 stopWatch.stop();
　　18 }
　　19 for (intouterIndex=0;outerIndex<=OUTER_ITERATION;outerIndex++) {
　　20 StopWatch stopWatch = newLoggingStopWatch("StringBufferConcat");
　　21 concatTestSb = new StringBuffer();
　　22 for (intinnerIndex=0;innerIndex<=INNER_ITERATION;innerIndex++)
　　23 concatTestSb.append("*");
　　24 stopWatch.stop();
　　25 }
　　26 for (intouterIndex=0;outerIndex<=OUTER_ITERATION;outerIndex++) {
　　27 StopWatch stopWatch = newLoggingStopWatch("StringBuilderConcat");
　　28 concatTestSbu = new StringBuilder();
　　29 for (intinnerIndex=0;innerIndex<=INNER_ITERATION;innerIndex++)
　　30 concatTestSbu.append("*");
　　31 stopWatch.stop();
　　32 }
　　接下来通过运行程序来生成性能指标。我的运行环境是64位的Windown7操作系统，32位的JVM(7-ea)带4GB内存，双核Quad 2.00GHz的CPU的机器.
　　经过20次迭代后，我们得到如下的数据：

Java 5种字符串拼接方式性能比较


　　结果非常完美如我们想象的那样。唯一比较有趣的事情是为什么String.concat也很不错，我们都知道，String是一个常类（初始化后就不会改变的类），那么为什么concat的性能会更好一些呢。(译者注：其实原文作者的测试代码有问题，对于concat()方法的测试代码应该写成concatTestStr=concatTestStr.concat(“*”)才对。)为了回答这个问题，我们应该看看concat反编译出来的字节码。在本文的下载包里面包含了所有的字节码，但是现在我们先看一下concat的这个代码片段：
　　01 46: new #6; //class java/lang/StringBuilder
　　02 49: dup
　　03 50: invokespecial #7; //Methodjava/lang/StringBuilder."":()V
　　04 53: aload_1
　　05 54: invokevirtual #8; //Methodjava/lang/StringBuilder.append:
　　06 (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
　　07 57: ldc #9; //String *
　　08 59: invokevirtual #8; //Methodjava/lang/StringBuilder.append:
　　09 (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
　　10 62: invokevirtual #10; //Methodjava/lang/StringBuilder.toString:()
　　11 Ljava/lang/String;
　　12 65: astore_1
　　13 66: iinc 7, 1
　　14 69: goto 38

　　这段代码是String.concat()的字节码，从这段代码中，我们可以清楚的看到，concat()方法使用了StringBuilder，concat()的性能应该和StringBuilder的一样好，但是由于额外的创建StringBuilder和做.append(str).append(str).toString()的操作，使得concate的性能会受到一些影响，所以StringBuilder和StringCancate的时间是1.8和3.3。

　　因此，即时在做最简单的拼接时，如果我们不想创建StringBuffer或StringBuilder实例使，我们也因该使用concat。但是对于大量的字符串拼接操作，我们就不应该使用concat(译者注：因为测试代码功能上并不完全等价，更换后的测试代码concat的平均处理时间是1650.9毫秒。这个结果在原文的评论里面。)，因为concat会降低你程序的性能，消耗你的cpu。因此，在不考虑线程安全和同步的情况下，为了获得最高的性能，我们应尽量使用StringBuilder

转自：http://blog.csdn.net/kimsoft/article/details/3353849

  1. import java.util.ArrayList;
  2. import java.util.List;

  4. import org.apache.commons.lang.StringUtils;
  5. import org.junit.Test;
  6. import org.slf4j.Logger;
  7. import org.slf4j.LoggerFactory;

  9. public class TestString {

  11.     private final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(this.getClass());

  13.     @Test
  14.     public void testPlus() {
  15.         String s = "";
  16.         long ts = System.currentTimeMillis();
  17.         for (int i = 0; i < 10000; i++) {
  18.             s = s + String.valueOf(i);
  19.         }
  20.         long te = System.currentTimeMillis();
  21.         logger.info("+ cost {} ms", te - ts);
  22.     }

  24.     @Test
  25.     public void testConcat() {
  26.         String s = "";
  27.         long ts = System.currentTimeMillis();
  28.         for (int i = 0; i < 10000; i++) {
  29.             s = s.concat(String.valueOf(i));
  30.         }
  31.         long te = System.currentTimeMillis();
  32.         logger.info("concat cost {} ms", te - ts);
  33.     }

  35.     @Test
  36.     public void testJoin() {
  37.         List<String> list = new ArrayList<String>();
  38.         long ts = System.currentTimeMillis();
  39.         for (int i = 0; i < 10000; i++) {
  40.             list.add(String.valueOf(i));
  41.         }
  42.         StringUtils.join(list, "");
  43.         long te = System.currentTimeMillis();
  44.         logger.info("StringUtils.join cost {} ms", te - ts);
  45.     }

  47.     @Test
  48.     public void testStringBuffer() {
  49.         StringBuffer sb = new StringBuffer();
  50.         long ts = System.currentTimeMillis();
  51.         for (int i = 0; i < 10000; i++) {
  52.             sb.append(String.valueOf(i));
  53.         }
  54.         sb.toString();
  55.         long te = System.currentTimeMillis();
  56.         logger.info("StringBuffer cost {} ms", te - ts);
  57.     }

  59.     @Test
  60.     public void testStringBuilder() {
  61.         StringBuilder sb = new StringBuilder();
  62.         long ts = System.currentTimeMillis();
  63.         for (int i = 0; i < 100000; i++) {
  64.             sb.append(String.valueOf(i));
  65.         }
  66.         sb.toString();
  67.         long te = System.currentTimeMillis();
  68.         logger.info("StringBuilder cost {} ms", te - ts);
  69.     }
  70. }

 

运行结果如下：

11:00:22,359  INFO TestString:23 - + cost 1828 ms
11:00:22,921  INFO TestString:34 - concat cost 562 ms
11:00:22,937  INFO TestString:46 - StringUtils.join cost 16 ms
11:00:22,968  INFO TestString:58 - StringBuffer cost 31 ms
11:00:23,031  INFO TestString:70 - StringBuilder cost 63 ms


 

要特别注意的是：

StringBuilder 循环的次数是其它的10倍，如果是一样，那么返回 0，可见StringBuilder 的速度之快。

 

总结：

用+的方式效率最差，concat由于是内部机制实现，比+的方式好了不少。

Join 和 StringBuffer，相差不大，Join方式要快些，可见这种JavaScript中快速拼接字符串的方式在Java中也非常适用。

StringBuilder 的速度最快，但其有线程安全的问题，而且只有JDK5支持。



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