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
/** * 循环内 String 拼接字符串，一次循环后销毁 */ public static void useString(){ for (int i = 0; i < CYCLE_NUM_BIGGER; i++) { String str = str1 + i + str2 + i + str3 + i + str4 ; } } /** * 循环内 使用 StringBuilder 拼接字符串，一次循环后销毁 */ 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
/** * 多次循环拼接成一个字符串 用 String public static void useStringSpliceOneStr (){ String str = ""; for (int i = 0; i < CYCLE_NUM_LOWER; i++) { str += str1 + str2 + str3 + str4 + i; } } /** * 多次循环拼接成一个字符串 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); } }
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
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 = "张三"; public static final String str2 = "李四"; public static final String str3 = "王五"; public static final String str4 = "赵六"; 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 + "次平均时间：" + time + " ms"); time = executeSometime(2, num); System.out.println("StringBuilder拼接 "+ CYCLE_NUM_BIGGER +" 次，" + num + "次平均时间：" + time + " ms"); time = executeSometime(3, num); System.out.println("String拼接单个字符串 "+ CYCLE_NUM_LOWER +" 次，" + num + "次平均时间：" + time + " ms"); time = executeSometime(4, num); System.out.println("StringBuilder拼接单个字符串 "+ CYCLE_NUM_LOWER +" 次，" + num + "次平均时间：" + time + " ms"); } }
测试结果
测试结果如下
结果分析
第一组
10_000_000 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？看下这篇：不能用 + 拼接字符串？ 你就清楚了。关注Java技术栈公众号回复Java获取更多Java干货教程。
使用 javap -c StringTest.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 10_000_000 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：
原文链接：https://blog.csdn.net/youanyyou/article/details/107760051
/** * 循环内 使用 StringBuilder 拼接字符串，一次循环后销毁 */ 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：
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()); } }
但是结果是 cleanStringBuider 更快。
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...
