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昨天在 for 循环里拼接字符串的那个同事，今天已经不在了

Java技术驿站

共 4846字，需浏览 10分钟

 · 2020-09-30

引言

都说 StringBuilder 在处理字符串拼接上效率要强于 String，但有时候我们的理解可能会存在一定的偏差。最近我在测试数据导入效率的时候就发现我以前对 StringBuilder 的部分理解是错误的。后来我通过实践测试 + 找原理 的方式搞清楚了这块的逻辑。现在将过程分享给大家

测试用例

我们的代码在循环中拼接字符串一般有两种情况

第一种 就是每次循环将对象中的几个字段拼接成一个新字段，再赋值给对象

第二种 操作是在循环外创建一个字符串对象，每次循环向该字符串拼接新的内容。循环结束后得到拼接好的字符串

对于这两种情况，我创建了两个对照组

第一组：

在每次 For 循环中拼接字符串，即拼即用、用完即毁。分别使用 String 和 StringBuilder 拼接

  1. /**
  2.  * 循环内 String 拼接字符串，一次循环后销毁
  3.  */
  4. publicstaticvoid useString(){
  5.     for(int i = 0; i < CYCLE_NUM_BIGGER; i++) {
  6.         String str = str1 + i + str2 + i + str3 + i + str4 ;
  7.     }
  8. }
  9. /**
  10.  * 循环内 使用 StringBuilder 拼接字符串，一次循环后销毁
  11.  */
  12. publicstaticvoid useStringBuilder(){
  13.     for(int i = 0; i < CYCLE_NUM_BIGGER; i++) {
  14.         StringBuilder sb = newStringBuilder();
  15.         String s = sb.append(str1).append(i).append(str2).append(i).append(str3).append(i).append(str4).toString();
  16.     }
  17. }

第二组：

多次 For 循环拼接一个字符串，循环结束后使用字符串，使用后由垃圾回收器回收。也是分别使用 String 和 StringBuilder 拼接

  1. /**
  2.  * 多次循环拼接成一个字符串 用 String
  3.  */
  4. publicstaticvoid useStringSpliceOneStr (){
  5.     String str = "";
  6.     for(int i = 0; i < CYCLE_NUM_LOWER; i++) {
  7.         str += str1 + str2 + str3 + str4 + i;
  8.     }
  9. }
  10. /**
  11.  * 多次循环拼接成一个字符串 用 StringBuilder
  12.  */
  13. publicstaticvoid useStringBuilderSpliceOneStr(){
  14.     StringBuilder sb = newStringBuilder();
  15.     for(int i = 0; i < CYCLE_NUM_LOWER; i++) {
  16.         sb.append(str1).append(str2).append(str3).append(str4).append(i);
  17.     }
  18. }

为了保证测试质量，在每个测试项目进行前。线程休息 2s，之后空跑 5 次热身。最后执行 5 次求平均时间的方式计算时间

  1. publicstaticint executeSometime(int kind, int num) throwsInterruptedException{
  2.     Thread.sleep(2000);
  3.     int sum = 0;
  4.     for(int i = 0; i < num + 5; i++) {
  5.         longbegin= System.currentTimeMillis();
  6.         switch(kind){
  7.             case1:
  8.                 useString();
  9.                 break;
  10.             case2:
  11.                 useStringBuilder();
  12.                 break;
  13.             case3:
  14.                 useStringSpliceOneStr();
  15.                 break;
  16.             case4:
  17.                 useStringBuilderSpliceOneStr();
  18.                 break;
  19.             default:
  20.                 return0;
  21.         }
  22.         longend= System.currentTimeMillis();
  23.         if(i > 5){
  24.             sum += (end- begin);
  25.         }
  26.     }
  27.     return sum / num;
  28. }

主方法

  1. publicclassStringTest{
  2.     publicstaticfinalint CYCLE_NUM_BIGGER = 10_000_000;
  3.     publicstaticfinalint CYCLE_NUM_LOWER = 10_000;
  4.     publicstaticfinalString str1 = "张三";
  5.     publicstaticfinalString str2 = "李四";
  6.     publicstaticfinalString str3 = "王五";
  7.     publicstaticfinalString str4 = "赵六";
  8.     publicstaticvoid main(String[] args) throwsInterruptedException{
  9.         int time = 0;
  10.         int num = 5;
  11.         time = executeSometime(1, num);
  12.         System.out.println("String拼接 "+ CYCLE_NUM_BIGGER +" 次，"+ num + "次平均时间："+ time + " ms");
  13.         time = executeSometime(2, num);
  14.         System.out.println("StringBuilder拼接 "+ CYCLE_NUM_BIGGER +" 次，"+ num + "次平均时间："+ time + " ms");
  15.         time = executeSometime(3, num);
  16.         System.out.println("String拼接单个字符串 "+ CYCLE_NUM_LOWER +" 次，"+ num + "次平均时间："+ time + " ms");
  17.         time = executeSometime(4, num);
  18.         System.out.println("StringBuilder拼接单个字符串 "+ CYCLE_NUM_LOWER +" 次，"+ num + "次平均时间："+ time + " ms");
  19.     }
  20. }    

测试结果

测试结果如下

结果分析

第一组

10000000 次循环拼接，在循环内使用 String 和 StringBuilder 的效率是一样的！为什么呢？

使用 javap-cStringTest.class 反编译查看两个方法编译后的文件：

可以发现 String 方法拼接字符串编译器优化后使用的就是 StringBuilder、因此用例1 和用例2 的效率是一样的。

第二组

第二组的结果就是大家喜闻乐见的了，由于 10000000 次循环String 拼接实在太慢所以我采用了 10_000 次拼接来分析。

分析用例3：虽然编译器会对 String 拼接做优化，但是它每次在循环内创建 StringBuilder 对象，在循环内销毁。下次循环他有创建。相比较用例4在循环外创建，多了 n 次 new 对象、销毁对象的操作、n - 1 次将 StringBuilder 转换成 String 的操作 。效率低也是理所应当了。

扩展

第一组的测试还有一种写法：

  1. /**
  2.  * 循环内 使用 StringBuilder 拼接字符串，一次循环后销毁
  3.  */
  4. publicstaticvoid useStringBuilderOut(){
  5.     StringBuilder sb = newStringBuilder();
  6.     for(int i = 0; i < CYCLE_NUM_BIGGER; i++) {
  7.           sb.setLength(0);
  8.         sb.delete(0, sb.length());
  9.         String s = sb.append(str1).append(i).append(str2).append(i).append(str3).append(i).append(str4).toString();
  10.     }
  11. }

循环外创建 StringBuilder 每次循环开始的时候清空 StringBuilder 的内容然后拼接。这种写法无论使用 sb.setLength(0); 还是 sb.delete(0, sb.length()); 效率都比直接在循环内使用 String / StringBuilder 慢。奈何才疏学浅我一直想不明白为什么他慢。我猜测是 new 对象的速度比重置长度慢，于是这样测试了以下：

  1. publicstaticvoid createStringBuider() {
  2.     for(int i = 0; i < CYCLE_NUM_BIGGER; i++) {
  3.         StringBuilder sb = newStringBuilder();
  4.     }
  5. }
  6. publicstaticvoid cleanStringBuider() {
  7.     StringBuilder sb = newStringBuilder();
  8.     for(int i = 0; i < CYCLE_NUM_BIGGER; i++) {
  9.         sb.delete(0, sb.length());
  10.     }
  11. }

但是结果是 cleanStringBuider 更快。让我摸不着头脑

如果有大神看到希望可以帮忙分析分析

作者：后青春期的Keats

cnblogs.com/keatsCoder/p/13212289.html

结论

编译器会将 String 拼接优化成使用 StringBuilder，但是还是有一些缺陷的。主要体现在循环内使用字符串拼接，编译器不会创建单个 StringBuilder 以复用

对于多次循环内拼接一个字符串的需求：StringBuilder 很快，因为其避免了 n 次 new 对象、销毁对象的操作，n - 1 次将 StringBuilder 转换成 String 的操作

StringBuilder 拼接不适用于循环内每次拼接即用的操作方式。因为编译器优化后的 String 拼接也是使用 StringBuilder 两者的效率一样。后者写起来还方便...


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