java字符连接字符串数组

最近有人问我这个问题–在Java中使用+运算符连接字符串是否对性能不利？

这让我开始思考Java中连接字符串的不同方法，以及它们如何相互对抗。 这些是我要研究的方法：

1. 使用+运算符
2. 使用StringBuilder
3. 使用StringBuffer
4. 使用String.concat()
5. 使用String.join （ String.join新增功能）

我还尝试了String.format()但是它是如此缓慢，以至于我暂时不在本文中介绍。

在继续之前，我们应该分离两个用例：

1. 将两个字符串串联在一起作为一个调用，例如在日志消息中。 由于这只是一个电话，您可能会认为性能几乎不是问题，但结果仍然很有趣，并且可以阐明该主题。
2. 在一个循环中连接两个字符串。 在这里，性能更是一个问题，尤其是当循环很大时。

我最初的想法和问题如下：

1. +运算符是用StringBuilder实现的，因此至少在连接两个String的情况下，它应产生与StringBuilder类似的结果。 幕后到底发生了什么？
2. 在所有类的设计目的都是为了连接Strings并取代StringBuffer之后，StringBuilder应该是最有效的方法。 但是，与String.concat（）相比，创建StringBuilder的开销是多少？
3. StringBuffer是连接字符串的原始类–不幸的是，其方法是同步的。 确实不需要同步，随后它被不同步的StringBuilder代替。 问题是，JIT是否优化了同步？
4. String.concat（）应该适用于2个字符串，但是在循环中是否可以正常工作？
5. String.join（）比StringBuilder具有更多的功能，如果我们指示它使用空的定界符来连接String，它将如何影响性能？

我要解决的第一个问题是+运算符的工作方式。 我一直都知道它在幕后使用了StringBuilder，但是要证明这一点，我们需要检查字节码。

如今 ，查看字节码最简单的方法是使用JITWatch ，这是一个非常出色的工具，旨在了解JIT如何编译您的代码。 它有一个很棒的视图，您可以在其中与字节码（如果要转到该级别，还可以是机器码）并排查看源代码。

这是一个非常简单的方法plus2（）的字节码，我们可以看到确实在第6行上创建了一个StringBuilder，并附加了变量a（第14行）和b（第18行）。

我认为将其与StringBuffer的手工使用进行比较会很有趣，因此我创建了另一个方法build2（），结果如下。

此处生成的字节码不如plus（）方法那么紧凑。 StringBuilder存储在变量高速缓存中（第13行），而不是仅留在堆栈上。 我不知道为什么会这样，但是JIT也许可以做到这一点，我们将不得不看看时机如何。

无论如何，如果用plus运算符和StringBuilder将2个字符串连接在一起的结果显着不同，那将是非常令人惊讶的。

我写了一个小型的JMH测试来确定不同方法的执行方式。 首先让我们看一下两个Strings测试。 参见下面的代码：

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);}
}

结果如下：

显而易见的赢家是String.concat（）。 毫不奇怪，因为它不必为每次调用创建StringBuilder / StringBuffer而付出性能损失。 虽然确实需要每次都创建一个新的String（这将在以后变得很重要），但是对于连接两个Sting的非常简单的情况，它更快。

另一点是，尽管产生了额外的字节码，但正如我们预期的那样，plus和StringBuilder是等效的。 StringBuffer仅比StringBuilder慢一点，这很有趣，这表明JIT必须做一些魔术来优化同步。

下一个测试将创建一个100个字符串的数组，每个字符串包含10个字符。 基准测试比较了将100个字符串连接在一起的不同方法所花费的时间。 参见下面的代码：

这次的结果看起来完全不同：

在这里，加号方法确实遭受了损失。 每当您遍历循环时，创建StringBuilder的开销就会减少。 您可以在字节码中清楚地看到这一点：

您可以看到每次执行循环时都会创建一个新的StringBuilder（第30行）。 JIT应该发现这一点并能够对其进行优化是有争议的，但是事实并非如此，使用+变得非常慢。

同样，StringBuilder和StringBuffer的性能完全相同，但是这次它们都比String.concat（）快。 String.concat（）在循环的每次迭代中创建新的String所付出的代价最终会增加，并且StringBuilder变得更加高效。

给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，正如预期的那样，对于纯串联而言，它不是最佳选择。

摘要

如果要在单行代码中连接字符串，则我将使用+运算符，因为它最易读，并且对于单个调用而言，性能实际上并不重要。 还要提防String.concat（），因为您几乎肯定会需要执行空值检查 ，而其他方法则不需要这样做。

在循环中连接字符串时，应使用StringBuilder。 您可以使用StringBuffer，但我不一定在所有情况下都信任JIT来像基准测试中那样高效地优化同步。

我的所有结果都是使用JMH取得的，并且都带有通常的健康警告 。

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

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