引言
都說 StringBuilder 在處理字符串拼接上效率要強於 String,但有時候我們的理解可能會存在一定的偏差。最近我在測試數據導入效率的時候就發現我以前對 StringBuilder 的部分理解是錯誤的。 後來我通過實踐測試 + 找原理 的方式搞清楚了這塊的邏輯。現在將過程分享給大家
測試用例
我們的代碼在循環中拼接字符串一般有兩種情況
第一種就是每次循環將對象中的幾個字段拼接成一個新字段,再賦值給對象第二種操作是在循環外創建一個字符串對象,每次循環向該字符串拼接新的內容。循環結束後得到拼接好的字符串
對於這兩種情況,我創建了兩個對照組
第一組:
在每次 For 循環中拼接字符串,即拼即用、用完即毀。分別使用 String 和 StringBuilder 拼接
/** * 循環內 String 拼接字符串,一次循環後銷燬 */ public static void useString(){ for (int i = 0; i < CYCLE_NUM_BIGGER; i++) { String str = str1 + i + str2 + i + str3 + i + str4 ; } } /** * 循環內 使用 StringBuilder 拼接字符串,一次循環後銷燬 */ public static void useStringBuilder(){ for (int i = 0; i < CYCLE_NUM_BIGGER; i++) { StringBuilder sb = new StringBuilder(); String s = sb.append(str1).append(i).append(str2).append(i).append(str3).append(i).append(str4).toString(); } }
第二組:
多次 For 循環拼接一個字符串,循環結束後使用字符串,使用後由垃圾回收器回收。也是分別使用 String 和 StringBuilder 拼接
/** * 多次循環拼接成一個字符串 用 String */ public static void useStringSpliceOneStr (){ String str = ""; for (int i = 0; i < CYCLE_NUM_LOWER; i++) { str += str1 + str2 + str3 + str4 + i; } } /** * 多次循環拼接成一個字符串 用 StringBuilder */ public static void useStringBuilderSpliceOneStr(){ StringBuilder sb = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < CYCLE_NUM_LOWER; i++) { sb.append(str1).append(str2).append(str3).append(str4).append(i); } }
為了保證測試質量,在每個測試項目進行前。線程休息 2s,之後空跑 5 次熱身。最後執行 5 次求平均時間的方式計算時間
public static int executeSometime(int kind, int num) throws InterruptedException { Thread.sleep(2000); int sum = 0; for (int i = 0; i < num + 5; i++) { long begin = System.currentTimeMillis(); switch (kind){ case 1: useString(); break; case 2: useStringBuilder(); break; case 3: useStringSpliceOneStr(); break; case 4: useStringBuilderSpliceOneStr(); break; default: return 0; } long end = System.currentTimeMillis(); if(i > 5){ sum += (end - begin); } } return sum / num; }
主方法
public class StringTest { public static final int CYCLE_NUM_BIGGER = 10_000_000; public static final int CYCLE_NUM_LOWER = 10_000; public static final String str1 = "張三"; public static final String str2 = "李四"; public static final String str3 = "王五"; public static final String str4 = "趙六"; public static void main(String[] args) throws InterruptedException { int time = 0; int num = 5; time = executeSometime(1, num); System.out.println("String拼接 "+ CYCLE_NUM_BIGGER +" 次," + num + "次平均時間:" + time + " ms"); time = executeSometime(2, num); System.out.println("StringBuilder拼接 "+ CYCLE_NUM_BIGGER +" 次," + num + "次平均時間:" + time + " ms"); time = executeSometime(3, num); System.out.println("String拼接單個字符串 "+ CYCLE_NUM_LOWER +" 次," + num + "次平均時間:" + time + " ms"); time = executeSometime(4, num); System.out.println("StringBuilder拼接單個字符串 "+ CYCLE_NUM_LOWER +" 次," + num + "次平均時間:" + time + " ms"); } }
測試結果
測試結果如下
結果分析
第一組
10_000_000 次循環拼接,在循環內使用 String 和 StringBuilder 的效率是一樣的!為什麼呢?
使用 javap -c StringTest.class
反編譯查看兩個方法編譯後的文件:
可以發現 String 方法拼接字符串編譯器優化後使用的就是 StringBuilder、因此用例1 和用例2 的效率是一樣的。
第二組
第二組的結果就是大家喜聞樂見的了,由於 10_000_000 次循環String 拼接實在太慢所以我採用了 10_000 次拼接來分析。
分析用例3:雖然編譯器會對 String 拼接做優化,但是它每次在循環內創建 StringBuilder 對象,在循環內銷燬。下次循環他有創建。相比較用例4在循環外創建,多了 n 次 new 對象、銷燬對象的操作、n - 1 次將 StringBuilder 轉換成 String 的操作 。效率低也是理所應當了。
擴展
第一組的測試還有一種寫法:
/** * 循環內 使用 StringBuilder 拼接字符串,一次循環後銷燬 */ public static void useStringBuilderOut(){ StringBuilder sb = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < CYCLE_NUM_BIGGER; i++) { // sb.setLength(0); sb.delete(0, sb.length()); String s = sb.append(str1).append(i).append(str2).append(i).append(str3).append(i).append(str4).toString(); } }
循環外創建 StringBuilder 每次循環開始的時候清空 StringBuilder 的內容然後拼接。這種寫法無論使用 sb.setLength(0); 還是 sb.delete(0, sb.length()); 效率都比直接在循環內使用 String / StringBuilder 慢。奈何才疏學淺我一直想不明白為什麼他慢。我猜測是 new 對象的速度比重置長度慢,於是這樣測試了以下:
public static void createStringBuider() { for (int i = 0; i < CYCLE_NUM_BIGGER; i++) { StringBuilder sb = new StringBuilder(); } } public static void cleanStringBuider() { StringBuilder sb = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < CYCLE_NUM_BIGGER; i++) { sb.delete(0, sb.length()); } }
但是結果是 cleanStringBuider 更快。讓我摸不著頭腦
如果有大神看到希望可以幫忙分析分析
結論
編譯器會將 String 拼接優化成使用 StringBuilder,但是還是有一些缺陷的。主要體現在循環內使用字符串拼接,編譯器不會創建單個 StringBuilder 以複用
對於多次循環內拼接一個字符串的需求:StringBuilder 很快,因為其避免了 n 次 new 對象、銷燬對象的操作,n - 1 次將 StringBuilder 轉換成 String 的操作
StringBuilder 拼接不適用於循環內每次拼接即用的操作方式。因為編譯器優化後的 String 拼接也是使用 StringBuilder 兩者的效率一樣。後者寫起來還方便...
[ml5rwbikls ] StringBuider 在什麼條件下、如何使用效率更高已經有337次圍觀