引言

都說 StringBuilder 在處理字串拼接上效率要強於 String，但有時候我們的理解可能會存在一定的偏差。最近我在測試資料匯入效率的時候就發現我以前對 StringBuilder 的部分理解是錯誤的。 後來我通過實踐測試 + 找原理 的方式搞清楚了這塊的邏輯。現在將過程分享給大家

測試用例

我們的程式碼在迴圈中拼接字串一般有兩種情況

第一種就是每次迴圈將物件中的幾個欄位拼接成一個新欄位，再賦值給物件第二種操作是在迴圈外建立一個字串物件，每次迴圈向該字串拼接新的內容。迴圈結束後得到拼接好的字串

對於這兩種情況，我建立了兩個對照組

第一組：

在每次 For 迴圈中拼接字串，即拼即用、用完即毀。分別使用 String 和 StringBuilder 拼接

 /**
  * 迴圈內 String 拼接字串，一次迴圈後銷燬
  */
 public static void useString(){
  for (int i = 0; i < CYCLE_NUM_BIGGER; i++) {
   String str = str1 + i + str2 + i + str3 + i + str4 ;
  }
 }

 /**
  * 迴圈內 使用 StringBuilder 拼接字串，一次迴圈後銷燬
  */
 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 迴圈拼接一個字串，迴圈結束後使用字串，使用後由垃圾回收器回收。也是分別使用 String 和 StringBuilder 拼接

 /**
  * 多次迴圈拼接成一個字串 用 String
  */
 public static void useStringSpliceOneStr (){
  String str = "";
  for (int i = 0; i < CYCLE_NUM_LOWER; i++) {
   str += str1 + str2 + str3 + str4 + i;
  }
 }

 /**
  * 多次迴圈拼接成一個字串 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);
  }
 }

為了保證測試質量，在每個測試專案進行前。執行緒休息 2s，之後空跑 5 次熱身。最後執行 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拼接單個字串 "+ CYCLE_NUM_LOWER +" 次，" + num + "次平均時間：" + time + " ms");

 }
} 

測試結果

測試結果如下

結果分析

第一組

10_000_000 次迴圈拼接，在迴圈內使用 String 和 StringBuilder 的效率是一樣的！為什麼呢？

使用 javap -c StringTest.class 反編譯檢視兩個方法編譯後的檔案：

可以發現 String 方法拼接字串編譯器優化後使用的就是 StringBuilder、因此用例1 和用例2 的效率是一樣的。

第二組

第二組的結果就是大家喜聞樂見的了，由於 10_000_000 次迴圈String 拼接實在太慢所以我採用了 10_000 次拼接來分析。

分析用例3：雖然編譯器會對 String 拼接做優化，但是它每次在迴圈內建立 StringBuilder 物件，在迴圈內銷燬。下次迴圈他有建立。相比較用例4在迴圈外建立，多了 n 次 new 物件、銷燬物件的操作、n - 1 次將 StringBuilder 轉換成 String 的操作 。效率低也是理所應當了。

擴充套件

第一組的測試還有一種寫法：

 /**
  * 迴圈內 使用 StringBuilder 拼接字串，一次迴圈後銷燬
  */
 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();
  }
 }

迴圈外建立 StringBuilder 每次迴圈開始的時候清空 StringBuilder 的內容然後拼接。這種寫法無論使用 sb.setLength(0); 還是 sb.delete(0,sb.length()); 效率都比直接在迴圈內使用 String / StringBuilder 慢。奈何才疏學淺我一直想不明白為什麼他慢。我猜測是 new 物件的速度比重置長度慢，於是這樣測試了以下：

 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());
  }
 }

但是結果是 cleanStringBuider 更快。讓我摸不著頭腦

如果有大神看到希望可以幫忙分析分析

結論

編譯器會將 String 拼接優化成使用 StringBuilder，但是還是有一些缺陷的。主要體現在迴圈內使用字串拼接，編譯器不會建立單個 StringBuilder 以複用

對於多次迴圈內拼接一個字串的需求：StringBuilder 很快，因為其避免了 n 次 new 物件、銷燬物件的操作，n - 1 次將 StringBuilder 轉換成 String 的操作

StringBuilder 拼接不適用於迴圈內每次拼接即用的操作方式。因為編譯器優化後的 String 拼接也是使用 StringBuilder 兩者的效率一樣。後者寫起來還方便...

到此這篇關於StringBuider 在什麼條件下、如何使用效率更高？的文章就介紹到這了,更多相關StringBuider如何使用效率更高內容請搜尋我們以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以後多多支援我們！