for循環(huán)里寫加號拼接字符串的那個同事，今天已經(jīng)不在了

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引言

都說 StringBuilder 在處理字符串拼接上效率要強于 String，但有時候我們的理解可能會存在一定的偏差。最近我在測試數(shù)據(jù)導(dǎo)入效率的時候就發(fā)現(xiàn)我以前對 StringBuilder 的部分理解是錯誤的。后來我通過實踐測試 + 找原理 的方式搞清楚了這塊的邏輯?，F(xiàn)在將過程分享給大家。

測試用例

我們的代碼在循環(huán)中拼接字符串一般有兩種情況：

第一種就是每次循環(huán)將對象中的幾個字段拼接成一個新字段，再賦值給對象
第二種操作是在循環(huán)外創(chuàng)建一個字符串對象，每次循環(huán)向該字符串拼接新的內(nèi)容。循環(huán)結(jié)束后得到拼接好的字符串

對于這兩種情況，我創(chuàng)建了兩個對照組。

第一組：

在每次 For 循環(huán)中拼接字符串，即拼即用、用完即毀。分別使用 String 和 StringBuilder 拼接

/** * 循環(huán)內(nèi) String 拼接字符串，一次循環(huán)后銷毀 */public static void useString(){  for (int i = 0; i < CYCLE_NUM_BIGGER; i++) {    String str = str1 + i + str2 + i + str3 + i + str4 ;  }}
/** * 循環(huán)內(nèi) 使用 StringBuilder 拼接字符串，一次循環(huán)后銷毀 */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 循環(huán)拼接一個字符串，循環(huán)結(jié)束后使用字符串，使用后由垃圾回收器回收。也是分別使用 String 和 StringBuilder 拼接。
 * 多次循環(huán)拼接成一個字符串 用 String/** */public static void useStringSpliceOneStr (){  String str = "";  for (int i = 0; i < CYCLE_NUM_LOWER; i++) {    str += str1 + str2 + str3 + str4 + i;  }}
/** * 多次循環(huán)拼接成一個字符串 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(zhì)量，在每個測試項目進行前。線程休息 2s，之后空跑 5 次熱身。最后執(zhí)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拼接單個字符串 "+ CYCLE_NUM_LOWER +" 次，" + num + "次平均時間：" + time + " ms");
        time = executeSometime(4, num);        System.out.println("StringBuilder拼接單個字符串 "+ CYCLE_NUM_LOWER +" 次，" + num + "次平均時間：" + time + " ms");
    }}

測試結(jié)果

如下：

結(jié)果分析

第一組

10_000_000 次循環(huán)拼接，在循環(huán)內(nèi)使用 String 和 StringBuilder 的效率是一樣的！為什么呢？

使用 javap -c StringTest.class 反編譯查看兩個方法編譯后的文件：
可以發(fā)現(xiàn) String 方法拼接字符串編譯器優(yōu)化后使用的就是 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(jié)果就是大家喜聞樂見的了，由于 10_000_000 次循環(huán) String 拼接實在太慢所以我采用了 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(yōu)化，但是它每次在循環(huán)內(nèi)創(chuàng)建 StringBuilder 對象，在循環(huán)內(nèi)銷毀。下次循環(huán)他有創(chuàng)建。相比較用例 4 在循環(huán)外創(chuàng)建，多了 n 次 new 對象、銷毀對象的操作、n - 1 次將 StringBuilder 轉(zhuǎn)換成 String 的操作 。效率低也是理所應(yīng)當(dāng)了。

擴展

第一組的測試還有一種寫法：
/** * 循環(huán)內(nèi) 使用 StringBuilder 拼接字符串，一次循環(huán)后銷毀 */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();  }}

循環(huán)外創(chuàng)建 StringBuilder 每次循環(huán)開始的時候清空 StringBuilder 的內(nèi)容然后拼接。這種寫法無論使用 sb.setLength(0); 還是 sb.delete(0, sb.length()); 效率都比直接在循環(huán)內(nèi)使用 String / StringBuilder 慢。奈何才疏學(xué)淺我一直想不明白為什么他慢。我猜測是 new 對象的速度比重置長度慢，于是這樣測試了以下：
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(jié)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(jié)論

編譯器會將 String 拼接優(yōu)化成使用 StringBuilder，但是還是有一些缺陷的。主要體現(xiàn)在循環(huán)內(nèi)使用字符串拼接，編譯器不會創(chuàng)建單個 StringBuilder 以復(fù)用
對于多次循環(huán)內(nèi)拼接一個字符串的需求：StringBuilder 很快，因為其避免了 n 次 new 對象、銷毀對象的操作，n - 1 次將 StringBuilder 轉(zhuǎn)換成 String 的操作
StringBuilder 拼接不適用于循環(huán)內(nèi)每次拼接即用的操作方式。因為編譯器優(yōu)化后的 String 拼接也是使用 StringBuilder 兩者的效率一樣。后者寫起來還方便...
作者：后青春期的 Keats
來源：cnblogs.com/keatsCoder/p/13212289.html

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