String,StringBuffer,StringBuilder内存分析

拼接字符串

public class StringText1 {
    final static int LOOP_TIMES = 200000;
    final static String CONSTANT_STRING = "坂田银时";

    public static void main(String[] args) {

        startup();

    }

    public static void testString() {
        String string = "";
        long beginTime = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < LOOP_TIMES; i++) {
            string += CONSTANT_STRING;
        }
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.print("String : " + (endTime - beginTime) + "\t");
    }

    public static void testStringBuffer() {
        StringBuffer buffer = new StringBuffer();
        long beginTime = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < LOOP_TIMES; i++) {
            buffer.append(CONSTANT_STRING);
        }
        buffer.toString();
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.print("StringBuffer : " + (endTime - beginTime) + "\t");
    }

    public static void testStringBuilder() {
        StringBuilder builder = new StringBuilder();
        long beginTime = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < LOOP_TIMES; i++) {
            builder.append(CONSTANT_STRING);
        }
        builder.toString();
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.print("StringBuilder : " + (endTime - beginTime) + "\t");
    }

    public static void startup() {
        for (int i = 0; i < 6; i++) {
            System.out.print("The " + i + " [\t    ");
            testString();
            testStringBuffer();
            testStringBuilder();
            System.out.println("]");
        }
    }
}

测试结果:

The 0 [     String : 154863 StringBuffer : 10 StringBuilder : 7 ]
The 1 [     String : 114700 StringBuffer : 3 StringBuilder : 3 ]
The 2 [     String : 102340 StringBuffer : 3 StringBuilder : 3 ]
The 3 [     String : 97736 StringBuffer : 3 StringBuilder : 3 ]
The 4 [     String : 109092 StringBuffer : 3 StringBuilder : 5 ]
The 5 [     String : 104015 StringBuffer : 3 StringBuilder : 4 ]

结论

1、

底层实际上是将循环体内的 string += CONSTANT_STRING; 语句转成了:
string = (new StringBuilder(String.valueOf(string))).append("min-snail").toString();
所以在二十万次的串联字符串中, 每一次都先去创建 StringBuilder 对象, 然后再调 append() 方法来完成 String 类的 "+" 操作。

这里的大部分时间都花在了对象的创建上, 而且每个创建出来的对象的生命都不能长久, 朝生夕灭, 因为这些对象创建出来之后没有引用变量来引用它们,

那么它们在使用完成时候就处于一种不可到达状态, java 虚拟机的垃圾回收器(GC)就会不定期的来回收这些垃圾对象。因此会看到上图堆内存中的曲线起伏变化很大。

String

String
String

StringBuffer

String
String

StringBuilder

String
String

但如果是遇到如下情况:

String concat1 = "lian" + "jia" + "ok";
 
String concat2 = "lian";
concat2 += "jia";
concat2 += "ok";

java 对 concat1 的处理速度也是快的惊人。耗时基本上都是 0 毫秒。这是因为 concat1 在编译期就可以被确定是一个字符常量。

当编译完成之后 concat1 的值其实就是 "lianjiaok", 因此, 在运行期间自然就不需要花费太多的时间来处理 concat1 了。如果是站在这个角度来看, 使用StringBuilder 完全不占优势, 在这种情况下, 如果是使用 StringBuilder 反而会使得程序运行需要耗费更多的时间。

但是 concat2 不一样, 由于 concat2 在编译期间不能够被确定, 因此, 在运行期间 JVM 会按老一套的做法, 将其转换成使用 StringBuilder 来实现。

2、

从表格数据可以看出, StringBuilder 与 StringBuffer 在耗时上并不相差多少, 只是 StringBuilder 稍微快一些, 但是 StringBuilder 是冒着多线程不安全的潜在风险。这也是 StringBuilder 为赚取表格数据中的 1.7 毫秒( 若按表格的数据来算, 性能已经提升 20% 多 )所需要付出的代价。

3、

综合来说:
StringBuilder 是 java 为 StringBuffer 提供的一个等价类, 但不保证同步。在不涉及多线程的操作情况下可以简易的替换 StringBuffer 来提升系统性能; StringBuffer 在性能上稍略StringBuilder, 但可以不用考虑线程安全问题; String 的 "+" 符号操作起来简单方便,String 的使用也很简单便捷, java 底层会转换成 StringBuilder 来实现, 特别如果是要在循环体内使用, 建议选择其余两个。

****使用带有参数的****StringBuilder进行构造字符串

void expandCapacity(int minimumCapacity) {
        int newCapacity = value.length * 2 + 2;
        if (newCapacity - minimumCapacity < 0)
            newCapacity = minimumCapacity;
        if (newCapacity < 0) {
            if (minimumCapacity < 0) // overflow
                throw new OutOfMemoryError();
            newCapacity = Integer.MAX_VALUE;
        }
        value = Arrays.copyOf(value, newCapacity);
    }

测试用例

private static final int LOOP_TIMES = 1000000;
    private static final String CONSTANT_STRING = "lianjia";

    public static void main(String[] args) {

        startup();
    }

    public static void testStringBuilder() {
        StringBuilder builder = new StringBuilder();
        long beginTime = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < LOOP_TIMES; i++) {
            builder.append(CONSTANT_STRING);
        }
        builder.toString();
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.print("StringBuilder : " + (endTime - beginTime) + "\t");
    }

    public static void testCapacityStringBuilder() {
        StringBuilder builder = new StringBuilder(LOOP_TIMES * CONSTANT_STRING.length());
        long beginTime = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < LOOP_TIMES; i++) {
            builder.append(CONSTANT_STRING);
        }
        builder.toString();
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.print("StringBuilder : " + (endTime - beginTime) + "\t");
    }

    public static void startup() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.print("The " + i + " [\t    ");
            testStringBuilder();
            testCapacityStringBuilder();
            System.out.println("]");
        }
    }

测试结果

The 0 [     StringBuilder : 42 StringBuilder : 17 ]
The 1 [     StringBuilder : 35 StringBuilder : 17 ]
The 2 [     StringBuilder : 22 StringBuilder : 10 ]
The 3 [     StringBuilder : 19 StringBuilder : 11 ]
The 4 [     StringBuilder : 37 StringBuilder : 14 ]
The 5 [     StringBuilder : 16 StringBuilder : 11 ]
The 6 [     StringBuilder : 22 StringBuilder : 11 ]
The 7 [     StringBuilder : 18 StringBuilder : 18 ]
The 8 [     StringBuilder : 34 StringBuilder : 15 ]
The 9 [     StringBuilder : 48 StringBuilder : 10 ]

明显可以看出使用了指定大小缓冲区的构造器更具优势

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