java字符連接字符串數組

最近有人問我這個問題–在Java中使用+運算符連接字符串是否對性能不利？

這讓我開始思考Java中連接字符串的不同方法，以及它們如何相互對抗。 這些是我要研究的方法：

使用+運算符

使用StringBuilder

使用StringBuffer

使用String.concat()

使用String.join （ String.join新增功能）

我還嘗試了String.format()但是它是如此緩慢，以至于我暫時不在本文中介紹。

在繼續(xù)之前，我們應該分離兩個用例：

將兩個字符串串聯(lián)在一起作為一個調用，例如在日志消息中。 由于這只是一個電話，您可能會認為性能幾乎不是問題，但結果仍然很有趣，并且可以闡明該主題。

在一個循環(huán)中連接兩個字符串。 在這里，性能更是一個問題，尤其是當循環(huán)很大時。

我最初的想法和問題如下：

+運算符是用StringBuilder實現的，因此至少在連接兩個String的情況下，它應產生與StringBuilder類似的結果。 幕后到底發(fā)生了什么？

在所有類的設計目的都是為了連接Strings并取代StringBuffer之后，StringBuilder應該是最有效的方法。 但是，與String.concat（）相比，創(chuàng)建StringBuilder的開銷是多少？

StringBuffer是連接字符串的原始類–不幸的是，其方法是同步的。 確實不需要同步，隨后它被不同步的StringBuilder代替。 問題是，JIT是否優(yōu)化了同步？

String.concat（）應該適用于2個字符串，但是在循環(huán)中是否可以正常工作？

String.join（）比StringBuilder具有更多的功能，如果我們指示它使用空的定界符來連接String，它將如何影響性能？

我要解決的第一個問題是+運算符的工作方式。 我一直都知道它在幕后使用了StringBuilder，但是要證明這一點，我們需要檢查字節(jié)碼。

如今 ，查看字節(jié)碼最簡單的方法是使用JITWatch ，這是一個非常出色的工具，旨在了解JIT如何編譯您的代碼。 它有一個很棒的視圖，您可以在其中與字節(jié)碼（如果要轉到該級別，還可以是機器碼）并排查看源代碼。

這是一個非常簡單的方法plus2（）的字節(jié)碼，我們可以看到確實在第6行上創(chuàng)建了一個StringBuilder，并附加了變量a（第14行）和b（第18行）。

我認為將其與StringBuffer的手工使用進行比較會很有趣，因此我創(chuàng)建了另一個方法build2（），結果如下。

此處生成的字節(jié)碼不如plus（）方法那么緊湊。 StringBuilder存儲在變量高速緩存中（第13行），而不是僅留在堆棧上。 我不知道為什么會這樣，但是JIT也許可以做到這一點，我們將不得不看看時機如何。

無論如何，如果用plus運算符和StringBuilder將2個字符串連接在一起的結果顯著不同，那將是非常令人驚訝的。

我寫了一個小型的JMH測試來確定不同方法的執(zhí)行方式。 首先讓我們看一下兩個Strings測試。 參見下面的代碼：

package org.sample;import org.openjdk.jmh.annotations.*; import org.openjdk.jmh.infra.Blackhole;import java.util.UUID; import java.util.concurrent.TimeUnit;@Warmup(iterations = 5, time = 1, timeUnit = TimeUnit.SECONDS) @Measurement(iterations = 5, time = 1, timeUnit = TimeUnit.SECONDS) @Fork(1) @State(Scope.Thread) public class LoopStringsBenchmark {private String[] strings;@Setuppublic void setupTest(){strings = new String[100];for(int i = 0; i<100; i++) {strings[i] = UUID.randomUUID().toString().substring(0, 10);}}@Benchmarkpublic void testPlus(Blackhole bh) {String combined = "";for(String s : strings) {combined = combined + s;}bh.consume(combined);}@Benchmarkpublic void testStringBuilder(Blackhole bh) {StringBuilder sb = new StringBuilder();for(String s : strings) {sb.append(s);}bh.consume(sb.toString());}@Benchmarkpublic void testStringBuffer(Blackhole bh) {StringBuffer sb = new StringBuffer();for(String s : strings) {sb.append(s);}bh.consume(sb.toString());}@Benchmarkpublic void testStringJoiner(Blackhole bh) {bh.consume(String.join("", strings));}@Benchmarkpublic void testStringConcat(Blackhole bh) {String combined = "";for(String s : strings) {combined.concat(s);}bh.consume(combined);} }

結果如下：

顯而易見的贏家是String.concat（）。 毫不奇怪，因為它不必為每次調用創(chuàng)建StringBuilder / StringBuffer而付出性能損失。 雖然確實需要每次都創(chuàng)建一個新的String（這將在以后變得很重要），但是對于連接兩個Sting的非常簡單的情況，它更快。

另一點是，盡管產生了額外的字節(jié)碼，但正如我們預期的那樣，plus和StringBuilder是等效的。 StringBuffer僅比StringBuilder慢一點，這很有趣，這表明JIT必須做一些魔術來優(yōu)化同步。

下一個測試將創(chuàng)建一個100個字符串的數組，每個字符串包含10個字符。 基準測試比較了將100個字符串連接在一起的不同方法所花費的時間。 參見下面的代碼：

這次的結果看起來完全不同：

在這里，加號方法確實遭受了損失。 每當您遍歷循環(huán)時，創(chuàng)建StringBuilder的開銷就會減少。 您可以在字節(jié)碼中清楚地看到這一點：

您可以看到每次執(zhí)行循環(huán)時都會創(chuàng)建一個新的StringBuilder（第30行）。 JIT應該發(fā)現這一點并能夠對其進行優(yōu)化是有爭議的，但是事實并非如此，使用+變得非常慢。

同樣，StringBuilder和StringBuffer的性能完全相同，但是這次它們都比String.concat（）快。 String.concat（）在循環(huán)的每次迭代中創(chuàng)建新的String所付出的代價最終會增加，并且StringBuilder變得更加高效。

給定可以添加到此方法的所有其他功能，String.join（）的效果非常好，但是，正如預期的那樣，對于純串聯(lián)而言，它不是最佳選擇。

摘要

如果要在單行代碼中連接字符串，則我將使用+運算符，因為它最易讀，并且對于單個調用而言，性能實際上并不重要。 還要提防String.concat（），因為您幾乎肯定會需要執(zhí)行空值檢查 ，而其他方法則不需要這樣做。

在循環(huán)中連接字符串時，應使用StringBuilder。 您可以使用StringBuffer，但我不一定在所有情況下都信任JIT來像基準測試中那樣高效地優(yōu)化同步。

我的所有結果都是使用JMH取得的，并且都帶有通常的健康警告 。

翻譯自: https://www.javacodegeeks.com/2015/02/optimum-method-concatenate-strings-java.html

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總結

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