关于JAVA字符串的拼接与性能

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?下面小编准备了关于JAVA字符串的拼接与性能，提供给大家参考!

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 (int outerIndex=0;outerIndex<=OUTER_ITERATION;outerIndex++) {

06 StopWatch stopWatch = new LoggingStopWatch("StringAddConcat");

07 addTestStr = "";

08 for (int innerIndex=0;innerIndex<=INNER_ITERATION;innerIndex++)

09 addTestStr += "*";

10 ();

11 }

12 for (int outerIndex=0;outerIndex<=OUTER_ITERATION;outerIndex++) {

13 StopWatch stopWatch = new LoggingStopWatch("StringConcat");

14 concatTestStr = "";

15 for (int innerIndex=0;innerIndex<=INNER_ITERATION;innerIndex++)

16 at("*");

17 ();

18 }

19 for (int outerIndex=0;outerIndex<=OUTER_ITERATION;outerIndex++) {

20 StopWatch stopWatch = new LoggingStopWatch("StringBufferConcat");

21 concatTestSb = new StringBuffer();

22 for (int innerIndex=0;innerIndex<=INNER_ITERATION;innerIndex++)

23 nd("*");

24 ();

25 }

26 for (int outerIndex=0;outerIndex<=OUTER_ITERATION;outerIndex++) {

27 StopWatch stopWatch = new LoggingStopWatch("StringBuilderConcat");

28 concatTestSbu = new StringBuilder();

29 for (int innerIndex=0;innerIndex<=INNER_ITERATION;innerIndex++)

30 nd("*");

31 ();

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：

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at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=at(“*”)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; //Method java/lang/StringBuilder."":()V

04 53: aload_1

05 54: invokevirtual #8; //Method java/lang/nd:

06 (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;

07 57: ldc #9; //String *

08 59: invokevirtual #8; //Method java/lang/nd:

09 (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;

10 62: invokevirtual #10; //Method java/lang/ring:()

11 Ljava/lang/String;

12 65: astore_1

13 66: iinc 7, 1

14 69: goto 38

这段代码是at()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nd(str)nd(str)ring()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