stringbuilder(老程序员浅谈StringBuilder)

大家好,今天小编来为大家解答以下的问题，关于stringbuilder，老程序员浅谈StringBuilder这个很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

在浅谈JavaString内幕（1）中，字符串变量（非final修饰）通过"+"进行拼接，在编译过程中会转化为StringBuilder对象的append操作，注意是编译过程，而不是在JVM中。

publicclassStringTest{\npublicstaticvoidmain(String[]args){\nStringstr1="hello";\nStringstr2="java";\nStringstr3=str1+str2+"!";\nStringstr4=newStringBuilder().append(str1).append(str2).append("!").toString();\n}\n}\n

上述str3和str4的执行效果其实是一样的，不过在for循环中，千万不要使用"+"进行字符串拼接。

publicclasstest{\npublicstaticvoidmain(String[]args){\nrun1();\nrun2();\n}\npublicstaticvoidrun1(){\nlongstart=System.currentTimeMillis();\nStringresult="";\nfor(inti=0;i<10000;i++){\nresult+=i;\n}\nSystem.out.println(System.currentTimeMillis()-start);\n}\n\npublicstaticvoidrun2(){\nlongstart=System.currentTimeMillis();\nStringBuilderbuilder=newStringBuilder();\nfor(inti=0;i<10000;i++){\nbuilder.append(i);\n}\nSystem.out.println(System.currentTimeMillis()-start);\n}\n}\n

在for循环中使用"+"和StringBuilder进行1万次字符串拼接，耗时情况如下：

1、使用"+"拼接，平均耗时250ms；

2、使用StringBuilder拼接，平均耗时1ms；

for循环中使用"+"拼接为什么这么慢？下面是run1方法的字节码指令

5~34行对应for循环的代码，可以发现，每次循环都会重新初始化StringBuilder对象，导致性能问题的出现。

StringBuilder内部维护了一个char[]类型的value，用来保存通过append方法添加的内容，通过newStringBuilder()初始化时，char[]的默认长度为16，如果append第17个字符，会发生什么？

voidexpandCapacity(intminimumCapacity){\nintnewCapacity=value.length*2+2;\nif(newCapacity-minimumCapacity<0)\nnewCapacity=minimumCapacity;\nif(newCapacity<0){\nif(minimumCapacity<0)//overflow\nthrownewOutOfMemoryError();\nnewCapacity=Integer.MAX_VALUE;\n}\nvalue=Arrays.copyOf(value,newCapacity);\n}\n

如果value的剩余容量，无法添加全部内容，则通过expandCapacity(intminimumCapacity)方法对value进行扩容，其中minimumCapacity=原value长度+append添加的内容长度。

1、扩大容量为原来的两倍+2，为什么要+2，而不是刚好两倍？

2、如果扩容之后，还是无法添加全部内容，则将minimumCapacity作为最终的容量大小；

3、利用System.arraycopy方法对原value数据进行复制；

在使用StringBuilder时，如果给定一个合适的初始值，可以避免由于char[]数组多次复制而导致的性能问题。

不同初始容量的性能测试：

publicclassStringBuilderTest{\npublicstaticvoidmain(String[]args){\nintsum=0;\nfinalintcapacity=40000000;\nfor(inti=0;i<100;i++){\nsum+=cost(capacity);\n}\nSystem.out.println(sum/100);\n}\npublicstaticlongcost(intcapacity){\nlongstart=System.currentTimeMillis();\nStringBuilderbuilder=newStringBuilder(capacity);\nfor(inti=0;i<10000000;i++){\nbuilder.append("java");\n}\nreturnSystem.currentTimeMillis()-start;\n}\n}\n

执行一千万次append操作，不同初始容量的耗时情况如下：

1、容量为默认16时，平均耗时110ms；

2、容量为40000000时，不会发生复制操作，平均耗时85ms；

通过以上数据可以发现，性能损耗不是很严重。

1、StringBuilder内部进行扩容时，会新建一个大小为原来两倍+2的char数组，并复制原char数组到新数组，导致内存的消耗，增加GC的压力。

2、StringBuilder的toString方法，也会造成char数组的浪费。

publicStringtoString(){\n//Createacopy,don'tsharethearray\nreturnnewString(value,0,count);\n}\n

String的构造方法中，会新建一个大小相等的char数组，并使用System.arraycopy()复制StringBuilder中char数组的数据，这样StringBuilder的char数组就白白浪费了。

重用StringBuilder

publicclassStringBuilderHolder{\nprivatefinalStringBuildersb;\npublicStringBuilderHolder(intcapacity){\nsb=newStringBuilder(capacity);\n}\npublicStringBuilderresetAndGet(){\nsb.setLength(0);\nreturnsb;\n}\n}\n

通过sb.setLength(0)方法可以把char数组的内存区域设置为0，这样char数组重复使用，为了避免并发访问，可以在ThreadLocal中使用StringBuilderHolder，使用方式如下：

privatestaticfinalThreadLocal<StringBuilderHolder>stringBuilder=newThreadLocal<StringBuilderHolder>(){\n@Override\nprotectedStringBuilderHolderinitialValue(){\nreturnnewStringBuilderHolder(256);\n}\n};\n\nStringBuildersb=stringBuilder.get().resetAndGet();\n

不过这种方式也存在一个问题，该StringBuilder实例的内存空间一直不会被GC回收，如果char数组在某次操作中被扩容到一个很大的值，可能之后很长一段时间都不会用到如此大的空间，就会造成内存的浪费。

虽然使用默认的StringBuilder进行字符串拼接操作，性能消耗不是很严重，但在高性能场景下，还是推荐使用ThreadLocal下可重用的StringBuilder方案。

好了，文章到此结束，希望可以帮助到大家。