java字串拼接與效能分析詳解_java

來源:互聯網
上載者:User

假設有一個字串,我們將對這個字串做大量迴圈拼接操作,使用”+”的話將得到最低的效能。但是究竟這個效能有多差?如果我們同時也把StringBuffer,StringBuilder或String.concat()放入效能測試中,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來計算效能,因為這個工具可以給我們一個完整的效能指標集合,比如最小,最大耗時,統計時間段的標準差等。在測試代碼中,為了得到一個準確的標準差值,我們將執行20個拼接”*”50,000次的測試。下面是我們將使用到的拼接字串的方法:

複製代碼 代碼如下:

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

最後,我們將看看位元組碼,來研究這些方法到底是如何執行的。現在,讓我們先開始來建立我捫的類。注意為了計算每個迴圈的效能,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

複製代碼 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個方法來實現我們的測試代碼。

複製代碼 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(); 



接下來通過運行程式來產生效能指標。我的運行環境是64位的Windown7作業系統,32位的JVM(7-ea) 帶4GB記憶體,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麼String.concat也很不錯,我們都知道,String是一個常類(初始化後就不會改變的類),那麼為什麼concat的效能會更好一些呢。(譯者註: 其實原文作者的測試代碼有問題,對於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反編譯出來的位元組 碼。在本文的下載包裡麵包含了所有的位元組碼,但是現在我們先看一下concat的這個程式碼片段:

複製代碼 代碼如下:

46:  new #6; //class java/lang/StringBuilder
49:  dup
50:  invokespecial   #7; //Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
53:  aload_1
54:  invokevirtual   #8; //Method java/lang/StringBuilder.append:
         (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
57:  ldc #9; //String *
59:  invokevirtual   #8; //Method java/lang/StringBuilder.append:
         (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
62:  invokevirtual   #10; //Method java/lang/StringBuilder.toString:()
         Ljava/lang/String;
65:  astore_1
66:  iinc    7, 1
69:  goto    38

這段代碼是String.concat()的位元組碼,從這段代碼中,我們可以清楚的看到,concat()方法使用了 StringBuilder,concat()的效能應該和StringBuilder的一樣好,但是由於額外的建立StringBuilder和 做.append(str).append(str).toString()的操作,使得concate的效能會受到一些影響,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,如果我們不想建立StringBuffer或StringBuilder執行個體使,我們也因該使用concat。但是對於大量的字串拼接操作,我們就不應該使用concat(譯者註:因 為測試代碼功能上並不完全等價,更換後的測試代碼concat的平均處理時間是1650.9毫秒。這個結果在原文的評論裡面。),因為concat會降低 你程式的效能,消耗你的cpu。因此,在不考慮安全執行緒和同步的情況下,為了獲得最高的效能,我們應盡量使用StringBuilder。

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