概述:本文主要研究的是JAVA的字符串拼接的性能,原文中的测试代码在功能上并不等价,导致concat的测试意义不大。不过原作者在评论栏给了新的concat结果,如果有兴趣的同学建议自己修改代码测试。
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:
1 public class StringTest {
2 private static final int OUT_MAX_INDEX = 20;
3 private static final int INNER_MAX_INDEX = 50000;
4
5 public static void main(String[] args) {
6 String addTestStr = "";
7 String concatTestStr = "";
8 StringBuffer concatTestSb = null;
9 StringBuilder concatTestSbu = null;
10
11 for (int i = 0; i <= OUT_MAX_INDEX; i++) {
12 StopWatch stopWatch = new LoggingStopWatch("StringAddConcat");
13 addTestStr = "";
14 for (int j = 0; j <= INNER_MAX_INDEX; j++) {
15 addTestStr += "*";
16 }
17 stopWatch.stop();
18 }
19
20 for (int i = 0; i <= OUT_MAX_INDEX; i++) {
21 StopWatch stopWatch = new LoggingStopWatch("StringConcat");
22 concatTestStr = "";
23 for (int j = 0; j <= INNER_MAX_INDEX; j++) {
24 concatTestStr = concatTestStr.concat("*");
25 }
26 stopWatch.stop();
27 }
28
29 for (int i = 0; i <= OUT_MAX_INDEX; i++) {
30 StopWatch stopWatch = new LoggingStopWatch("StringBufferConcat");
31 concatTestSb = new StringBuffer();
32 for (int j = 0; j <= INNER_MAX_INDEX; j++) {
33 concatTestSb.append("*");
34 }
35 stopWatch.stop();
36 }
37
38 for (int outerIndex = 0; outerIndex <= OUT_MAX_INDEX; outerIndex++) {
39 StopWatch stopWatch = new LoggingStopWatch("StringBuilderConcat");
40 concatTestSbu = new StringBuilder();
41 for (int innerIndex = 0; innerIndex <= INNER_MAX_INDEX; innerIndex++)
42 concatTestSbu.append("*");
43 stopWatch.stop();
44 }
45 }
46 }
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。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:
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
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。
结论:
即使在做最简单的字符串拼接时,如果我们不想创建StringBuffer或StringBuilder实例,我们也因该使用concat,而不是直接用操作符”+”。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。