Java的StringBuilder在高性能场景下的正确用法

StringBuilder在高性能场景下的正确用法

关于StringBuilder，一般同学只简单记住了，字符串拼接要用StringBuilder，不要用＋，也不要用StringBuffer，然后性能就是最好的了，真的吗吗吗吗？

还有些同学，还听过三句似是而非的经验：

1. Java编译优化后＋和StringBuilder的效果一样；

2. StringBuilder不是线程安全的，为了“安全”起见最好还是用StringBuffer；

3. 永远不要自己拼接日志信息的字符串，交给slf4j来。

1. 初始长度好重要，值得说四次。

StringBuilder的内部有一个char[]， 不断的append()就是不断的往char[]里填东西的过程。

new StringBuilder() 时char[]的默认长度是16，然后，如果要append第17个字符，怎么办？

用System.arraycopy成倍复制扩容！！！！

这样一来有数组拷贝的成本，二来原来的char[]也白白浪费了要被GC掉。可以想见，一个129字符长度的字符串，经过了16，32，64, 128四次的复制和丢弃，合共申请了496字符的数组，在高性能场景下，这几乎不能忍。

所以，合理设置一个初始值多重要。

但如果我实在估算不好呢？多估一点点好了，只要字符串最后大于16，就算浪费一点点，也比成倍的扩容好。

2. Liferay的StringBundler类

Liferay的StringBundler类提供了另一个长度设置的思路，它在append()的时候，不急着往char[]里塞东西，而是先拿一个String[]把它们都存起来，到了最后才把所有String的length加起来，构造一个合理长度的StringBuilder。

3. 但，还是浪费了一倍的char[]

浪费发生在最后一步，StringBuilder.toString()

// Create a copy, don't share the array
return new String(value, 0, count);

String的构造函数会用 System.arraycopy()复制一把传入的char[]来保证安全性不可变性，如果故事就这样结束，StringBuilder里的char[]还是被白白牺牲了。

为了不浪费这些char[]，一种方法是用Unsafe之类的各种黑科技，绕过构造函数直接给String的char[]属性赋值，但很少人这样做。

另一个靠谱一些的办法就是重用StringBuilder。而重用，还解决了前面的长度设置问题，因为即使一开始估算不准，多扩容几次之后也够了。

4. 重用StringBuilder

这个做法来源于JDK里的BigDecimal类（没事看看JDK代码多重要），SpringSide里将代码提取成StringBuilderHolder，里面只有一个函数

public StringBuilder getStringBuilder() {
sb.setLength(0);
return sb;
}

StringBuilder.setLength()函数只重置它的count指针，而char[]则会继续重用，而toString()时会把当前的count指针也作为参数传给String的构造函数，所以不用担心把超过新内容大小的旧内容也传进去了。可见，StringBuilder是完全可以被重用的。

为了避免并发冲突，这个Holder一般设为ThreadLocal，标准写法见BigDecimal或StringBuilderHolder的注释。

5. ＋ 与 StringBuilder

String s ＝ “hello ” + user.getName();

这一句经过javac编译后的效果，的确等价于使用StringBuilder，但没有设定长度。

String s ＝ new StringBuilder().append(“hello”).append(user.getName());

但是，如果像下面这样：

String s ＝ “hello ”;
// 隔了其他一些语句
s = s ＋ user.getName();

每一条语句，都会生成一个新的StringBuilder，这里就有了两个StringBuilder，性能就完全不一样了。如果是在循环体里s+=i; 就更加多得没谱。

据R大说，努力的JVM工程师们在运行优化阶段， 根据+XX:+OptimizeStringConcat(JDK7u40后默认打开)，把相邻的(中间没隔着控制语句) StringBuilder合成一个，也会努力的猜长度。

所以，保险起见还是继续自己用StringBuilder并设定长度好了。

6. StringBuffer 与 StringBuilder

StringBuffer与StringBuilder都是继承于AbstractStringBuilder，唯一的区别就是StringBuffer的函数上都有synchronized关键字。

那些说StringBuffer “安全”的同学，其实你几时看过几个线程轮流append一个StringBuffer的情况？？？

7. 永远把日志的字符串拼接交给slf4j??

logger.info("Hello {}", user.getName());

对于不知道要不要输出的日志，交给slf4j在真的需要输出时才去拼接的确能省节约成本。

但对于一定要输出的日志，直接自己用StringBuilder拼接更快。因为看看slf4j的实现，实际上就是不断的indexof("{}"), 不断的subString()，再不断的用StringBuilder拼起来而已，没有银弹。

PS. slf4j中的StringBuilder在原始Message之外预留了50个字符，如果可变参数加起来长过50字符还是得复制扩容......而且StringBuilder也没有重用。

8. 小结

StringBuilder默认的写法，会为129长度的字符串拼接，合共申请625字符的数组。所以高性能的场景下，永远要考虑用一个ThreadLocal 可重用的StringBuilder。而且重用之后，就不用再玩猜长度的游戏了。

到此这篇关于Java的StringBuilder在高性能场景下的正确用法的文章就介绍到这了,更多相关StringBuilder高性能用法内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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