Java 字符串拼接四种方式的性能比较分析

一、简单介绍

编写代码过程中，使用"+"和"contact"比较普遍，但是它们都不能满足大数据量的处理，一般情况下有一下四种方法处理字符串拼接，如下:

1、 加号"+"

2、 String的 contact()方法

3、 StringBuffer 的 append()方法

4、 StringBuilder 的 append()方法

二、测试代码参考

StringTest类

package com.jdk8.event.StringTest;

public class StringTest {
    private static final int max = 100000;

    public static void testPlus() {
        System.out.println("************ plusTest() ************");

        String str = "";

        long start = System.currentTimeMillis();

        for (int i = 0; i < max; i++) {
            str = str + "a";
        }

        long end = System.currentTimeMillis();

        long cost = end - start;

        System.out.println("   {str + "a"} cost=" + cost + " ms");
    }

    public  static  void testConcat() {
        System.out.println("************ concatTest() ************");

        String str = "";

        long start = System.currentTimeMillis();

        for (int i = 0; i < max; i++) {
            str = str.concat("a");
        }

        long end = System.currentTimeMillis();

        long cost = end - start;

        System.out.println("   {str.concat("a")} cost=" + cost + " ms");
    }

    public  static  void testStringBuffer() {
        System.out.println("************ StringBufferTest() ************");

        long start = System.currentTimeMillis();

        StringBuffer strBuffer = new StringBuffer();

        for (int i = 0; i < max; i++) {
            strBuffer.append("a");
        }
        strBuffer.toString();

        long end = System.currentTimeMillis();

        long cost = end - start;

        System.out.println("   {strBuffer.append("a")} cost=" + cost + " ms");
    }

    public  static  void testStringBuilder() {
        System.out.println("************ StringBuilderTest() ************");

        long start = System.currentTimeMillis();

        StringBuilder strBuilder = new StringBuilder();

        for (int i = 0; i < max; i++) {
            strBuilder.append("a");
        }
        strBuilder.toString();

        long end = System.currentTimeMillis();

        long cost = end - start;

        System.out.println("   {strBuilder.append("a")} cost=" + cost + " ms");
    }
}

测试类:TestMain

package com.jdk8.event.StringTest;

public class TestMain {
    public static void main(String[] args){
        System.out.println("执行100次时");
        StringTest.testPlus();
        StringTest.testConcat();
        StringTest.testStringBuffer();
        StringTest.testStringBuilder();
    }
}

测试结果如下:

执行100次时
************ plusTest() ************
   {str + "a"} cost=0 ms
************ concatTest() ************
   {str.concat("a")} cost=0 ms
************ StringBufferTest() ************
   {strBuffer.append("a")} cost=0 ms
************ StringBuilderTest() ************
   {strBuilder.append("a")} cost=0 ms

执行1000次时
************ concatTest() ************
   {str.concat("a")} cost=1 ms
************ StringBufferTest() ************
   {strBuffer.append("a")} cost=0 ms
************ StringBuilderTest() ************
   {strBuilder.append("a")} cost=0 ms

执行10000次时
************ plusTest() ************
   {str + "a"} cost=99 ms
************ concatTest() ************
Disconnected from the target VM, address: '127.0.0.1:63818', transport: 'socket'
   {str.concat("a")} cost=17 ms
************ StringBufferTest() ************
   {strBuffer.append("a")} cost=1 ms
************ StringBuilderTest() ************
   {strBuilder.append("a")} cost=0 ms

执行100000次时
************ plusTest() ************
   {str + "a"} cost=6176 ms
************ concatTest() ************
   {str.concat("a")} cost=1267 ms
************ StringBufferTest() ************
   {strBuffer.append("a")} cost=3 ms
************ StringBuilderTest() ************
Disconnected from the target VM, address: '127.0.0.1:63841', transport: 'socket'
   {strBuilder.append("a")} cost=2 ms

执行300000次时
************ plusTest() ************
   {str + "a"} cost=23554 ms
************ concatTest() ************
   {str.concat("a")} cost=17667 ms
************ StringBufferTest() ************
   {strBuffer.append("a")} cost=6 ms
************ StringBuilderTest() ************
   {strBuilder.append("a")} cost=5 ms

执行500000次时
************ plusTest() ************
   {str + "a"} cost=61421 ms
************ concatTest() ************
   {str.concat("a")} cost=53173 ms
************ StringBufferTest() ************
   {strBuffer.append("a")} cost=9 ms
************ StringBuilderTest() ************
   {strBuilder.append("a")} cost=7 ms

1、 方法1 "+"号和方法2 contact()方法适用于数据量比较小的情况下。为了操作代码风格和养成习惯，还是建议尽量不用

2、方法2 StringBuffer 的 append()方法和StringBuilder 的 append()方法 本质上是一样的，均继承自AbstractStringBuilder抽象类，效率很高，数据量比较大的时候的推荐用法。区别是StringBuffer 是线程安全的，而StringBuilder是线程不安全的。

三、源代码分析

1、 String的"+"方法，编译器对其做了优化，使用StringBuilder的append()方法进行追加，但是每循环一次都会创建一个StringBuilder对象，且都会调用toString()方法转换为字符串，因此开销很大。

注:执行一次String的"+"方法，相当于str = new StringBuilder(str).append("x").toString();

2、调用String 的contact()方法，其实就是一次数组的拷贝，虽然在内存中的处理都是原子操作，速度很快，但是当返回时是要创建一个新的String对象的，这样不仅限制了效率，更添加了空间的压力，源码如下:

    public String concat(String str) {
        int otherLen = str.length();
        if (otherLen == 0) {
            return this;
        }
        int len = value.length;
        char buf[] = Arrays.copyOf(value, len + otherLen);
        str.getChars(buf, len);
        return new String(buf, true);
    }

3、StringBuffer和StringBuilder的append()方法均主要使用父类AbstractStringBuilder的append()方法。源码如下:

    public AbstractStringBuilder append(String str) {
        if (str == null)
            return appendNull();
        int len = str.length();
        ensureCapacityInternal(count + len);
        str.getChars(0, len, value, count);
        count += len;
        return this;
    }

即当数组空间够用的时候，只是在数组后面添加字符或字符串，并不创建新的对象，只是到最后通过toString()方法来生成最终的字符串，效率很快，也很节省空间，是推荐的用法。

参考

https://www.cnblogs.com/twzheng/p/5923642.html