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JAVA字符串拼接各种方式的性能比较

 2013/8/19 21:28:57  vipshichg  程序员俱乐部  我要评论(0)
  • 摘要: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
  • 标签:Java 方式 字符串

在JAVA中拼接两个字符串的最简便的方式就是使用caozuofu.html" target="_blank">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?

    class="dp-j">
  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。

  1. String?addTestStr?=?"";??
  2. ?
  3. String?concatTestStr?=?"";??
  4. ?
  5. StringBuffer?concatTestSb?=?null;??
  6. ?
  7. StringBuilder?concatTestSbu?=?null;??
  8. ?
  9. for?(int?outerIndex=0;outerIndex<=OUTER_ITERATION;outerIndex++)?{??
  10. ?
  11. ????StopWatch?stopWatch?=?new?LoggingStopWatch("StringAddConcat");??
  12. ?
  13. ????addTestStr?=?"";??
  14. ?
  15. ????for?(int?innerIndex=0;innerIndex<=INNER_ITERATION;innerIndex++)??
  16. ?
  17. ????addTestStr?+=?"*";??
  18. ?
  19. ????stopWatch.stop();??
  20. ?
  21. }????????
  22. ?
  23. for?(int?outerIndex=0;outerIndex<=OUTER_ITERATION;outerIndex++)?{??
  24. ?
  25. ????StopWatch?stopWatch?=?new?LoggingStopWatch("StringConcat");??
  26. ?
  27. ????concatTestStr?=?"";??
  28. ?
  29. ????for?(int?innerIndex=0;innerIndex<=INNER_ITERATION;innerIndex++)??
  30. ?
  31. ????concatTestStr.concat("*");??
  32. ?
  33. ????stopWatch.stop();??
  34. ?
  35. }??
  36. ?
  37. for?(int?outerIndex=0;outerIndex<=OUTER_ITERATION;outerIndex++)?{??
  38. ?
  39. ????StopWatch?stopWatch?=?new?LoggingStopWatch("StringBufferConcat");??
  40. ?
  41. ????concatTestSb?=?new?StringBuffer();??
  42. ?
  43. ????for?(int?innerIndex=0;innerIndex<=INNER_ITERATION;innerIndex++)??
  44. ?
  45. ????concatTestSb.append("*");??
  46. ?
  47. ????stopWatch.stop();??
  48. ?
  49. }??
  50. ??
  51. for?(int?outerIndex=0;outerIndex<=OUTER_ITERATION;outerIndex++)?{??
  52. ?
  53. ????StopWatch?stopWatch?=?new?LoggingStopWatch("StringBuilderConcat");??
  54. ?
  55. ????concatTestSbu?=?new?StringBuilder();??
  56. ?
  57. ????for?(int?innerIndex=0;innerIndex<=INNER_ITERATION;innerIndex++)??
  58. ?
  59. ????concatTestSbu.append("*");??
  60. ?
  61. ????stopWatch.stop();??
  62. ?
  63. }??

?

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:


?

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:

  1. 46:??new?#6;?//class?java/lang/StringBuilder?
  2. 49:??dup?
  3. 50:??invokespecial???#7;?//Method?java/lang/StringBuilder."<init>":()V?
  4. 53:??aload_1?
  5. 54:??invokevirtual???#8;?//Method?java/lang/StringBuilder.append:?
  6. ?????????(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;?
  7. 57:??ldc?#9;?//String?*?
  8. 59:??invokevirtual???#8;?//Method?java/lang/StringBuilder.append:?
  9. ?????????(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;?
  10. 62:??invokevirtual???#10;?//Method?java/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String Cancate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

本文的源代码,编译目标文件和字节码可以通过下面的这个链接获得:

下载源代码,类和字节码:String_Concatenation _Performance.zip

原文链接:http://www.venishjoe.net/2009/11/java-string-concatenation-and.html

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