StringBuider 的效率一定高嗎？要看你怎么使用
作者｜@后青春期的Keats
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?引言
都說 StringBuilder 在處理字符串拼接上效率要強于 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(shù)據(jù)導(dǎo)入效率的時候就發(fā)現(xiàn)我以前對 StringBuilder 的部分理解是錯誤的。后來我通過實踐測試 + 找原理 的方式搞清楚了這塊的邏輯?，F(xiàn)在將過程分享給大家
測試用例
我們的代碼在循環(huán)中拼接字符串一般有兩種情況
第一種就是每次循環(huán)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(huán)外創(chuàng)建一個字符串對象，每次循環(huán)向該字符串拼接新的內(nèi)容。循環(huán)結(jié)束后得到拼接好的字符串
對于這兩種情況，我創(chuàng)建了兩個對照組
第一組：
在每次 For 循環(huán)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(huán)內(nèi) String 拼接字符串，一次循環(huán)后銷毀*/public static void useString(){for (int i = 0; i < CYCLE_NUM_BIGGER; i++) {String str = str1 + i + str2 + i + str3 + i + str4 ;}}/*** 循環(huán)內(nèi) 使用 StringBuilder 拼接字符串，一次循環(huán)后銷毀*/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(huán)拼接一個字符串，循環(huán)結(jié)束后使用字符串，使用后由垃圾回收器回收。也是分別使用 String 和 StringBuilder 拼接
/*** 多次循環(huán)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(huán)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(zhì)量，在每個測試項目進(jìn)行前。線程休息 2s，之后空跑 5 次熱身。最后執(zhí)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(jié)果
測試結(jié)果如下
結(jié)果分析
第一組
10_000_000 次循環(huán)拼接，在循環(huán)內(nèi)使用 String 和 StringBuilder 的效率是一樣的！為什么呢？
使用 javap -c StringTest.class 反編譯查看兩個方法編譯后的文件：
可以發(fā)現(xiàn) String 方法拼接字符串編譯器優(yōu)化后使用的就是 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(jié)果就是大家喜聞樂見的了，由于 10_000_000 次循環(huán)String 拼接實在太慢所以我采用了 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(yōu)化，但是它每次在循環(huán)內(nèi)創(chuàng)建 StringBuilder 對象，在循環(huán)內(nèi)銷毀。下次循環(huán)他有創(chuàng)建。相比較用例4在循環(huán)外創(chuàng)建，多了 n 次 new 對象、銷毀對象的操作、n - 1 次將 StringBuilder 轉(zhuǎn)換成 String 的操作 。效率低也是理所應(yīng)當(dāng)了。
擴展
第一組的測試還有一種寫法：
/*** 循環(huán)內(nèi) 使用 StringBuilder 拼接字符串，一次循環(huán)后銷毀*/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(huán)外創(chuàng)建 StringBuilder 每次循環(huán)開始的時候清空 StringBuilder 的內(nèi)容然后拼接。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(huán)內(nèi)使用 String / StringBuilder 慢。奈何才疏學(xué)淺我一直想不明白為什么他慢。我猜測是 new 對象的速度比重置長度慢，于是這樣測試了以下：
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(jié)果是 cleanStringBuider 更快。
結(jié)論
編譯器會將 String 拼接優(yōu)化成使用 StringBuilder，但是還是有一些缺陷的。主要體現(xiàn)在循環(huán)內(nèi)使用字符串拼接，編譯器不會創(chuàng)建單個 StringBuilder 以復(fù)用
對于多次循環(huán)內(nèi)拼接一個字符串的需求：StringBuilder 很快，因為其避免了 n 次 new 對象、銷毀對象的操作，n - 1 次將 StringBuilder 轉(zhuǎn)換成 String 的操作
StringBuilder 拼接不適用于循環(huán)內(nèi)每次拼接即用的操作方式。因為編譯器優(yōu)化后的 String 拼接也是使用 StringBuilder 兩者的效率一樣。后者寫起來還方便...
END
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