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字符串拼接与性能分析

时间:2015-02-15 16:26:37      阅读:109      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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原文出处:http://www.venishjoe.net/2009/11/java-string-concatenation-and.html
转自:http://coolshell.cn/articles/2235.html


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:

技术分享

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:

[java]
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
[/java]

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。

字符串拼接与性能分析

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原文地址:http://www.cnblogs.com/xianDan/p/4292937.html

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