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

/**  
 * 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？看下這篇：不能用 + 拼接字串？ 你就清楚了。關注Java技術棧公眾號回覆Java獲取更多Java乾貨教程。

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。

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...

版權申明：本文首發於部落格園，作者：@後青春期的Keats
連結：www.cnblogs.com/keatsCoder/p/13212289.html

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