我们必须一直为日志输出构建字符串等等。在JDK版本中,我们已经学习了什么时候使用StringBuffer(许多追加,线程安全)和StringBuilder(许多追加,非线程安全)。

使用String.format()有什么建议?它是有效的,还是我们被迫坚持在性能很重要的一行程序中使用连接?

例如,丑陋的老式风格,

String s = "What do you get if you multiply " + varSix + " by " + varNine + "?";

vs.整洁的新样式(字符串。格式,可能更慢),

String s = String.format("What do you get if you multiply %d by %d?", varSix, varNine);

注意:我的特定用例是代码中的数百个“一行”日志字符串。它们不涉及循环,所以StringBuilder太重量级了。我对String.format()特别感兴趣。


通常应该使用String。格式,因为它相对较快,并且支持全球化(假设您实际上正在尝试编写用户可以阅读的内容)。如果您试图翻译一个字符串,而不是每个语句翻译3个或更多字符串(特别是对于语法结构截然不同的语言),它还可以使全球化变得更容易。

现在,如果您不打算翻译任何东西,那么要么依赖于Java内置的+运算符到StringBuilder的转换。或者显式地使用Java的StringBuilder。


这个问题的答案在很大程度上取决于您特定的Java编译器如何优化它生成的字节码。字符串是不可变的,理论上,每个“+”操作都可以创建一个新的字符串。但是,你的编译器几乎肯定会优化掉构建长字符串的中间步骤。上面的两行代码完全有可能生成完全相同的字节码。

唯一真正了解的方法是在当前环境中迭代地测试代码。编写一个QD应用程序,以迭代的方式连接字符串,并查看它们如何彼此超时。


在您的示例中,性能可能没有太大不同,但还有其他问题需要考虑:即内存碎片。连接操作也在创建一个新字符串,即使它是临时的(GC需要时间,而且工作量更大)。String.format()可读性更强,涉及的碎片更少。

此外,如果你经常使用特定的格式,不要忘记你可以直接使用Formatter()类(所有String.format()所做的是实例化一个使用Formatter实例)。

此外,还应该注意其他一些事情:小心使用substring()。例如:

String getSmallString() {
  String largeString = // load from file; say 2M in size
  return largeString.substring(100, 300);
}

这个大字符串仍然在内存中,因为这就是Java子字符串的工作方式。一个更好的版本是:

  return new String(largeString.substring(100, 300));

or

  return String.format("%s", largeString.substring(100, 300));

如果你同时做其他事情,第二种形式可能更有用。


我写了一个小类来测试两者中哪个具有更好的性能,并且+优先于格式。以5到6的倍数。 你自己试试吧

import java.io.*;
import java.util.Date;

public class StringTest{

    public static void main( String[] args ){
    int i = 0;
    long prev_time = System.currentTimeMillis();
    long time;

    for( i = 0; i< 100000; i++){
        String s = "Blah" + i + "Blah";
    }
    time = System.currentTimeMillis() - prev_time;

    System.out.println("Time after for loop " + time);

    prev_time = System.currentTimeMillis();
    for( i = 0; i<100000; i++){
        String s = String.format("Blah %d Blah", i);
    }
    time = System.currentTimeMillis() - prev_time;
    System.out.println("Time after for loop " + time);

    }
}

对不同的N运行上面的代码,可以看出两者都是线性的,但是String。格式要慢5-30倍。

原因是在当前的String实现中。Format首先用正则表达式解析输入,然后填充参数。另一方面,使用plus的连接由javac(而不是JIT)优化,并使用StringBuilder。直接添加。


我只是修改了hhafez的测试,以包括StringBuilder。StringBuilder比String快33倍。格式使用jdk 1.6.0_10客户端XP。使用-server开关将该因子降低到20。

public class StringTest {

   public static void main( String[] args ) {
      test();
      test();
   }

   private static void test() {
      int i = 0;
      long prev_time = System.currentTimeMillis();
      long time;

      for ( i = 0; i < 1000000; i++ ) {
         String s = "Blah" + i + "Blah";
      }
      time = System.currentTimeMillis() - prev_time;

      System.out.println("Time after for loop " + time);

      prev_time = System.currentTimeMillis();
      for ( i = 0; i < 1000000; i++ ) {
         String s = String.format("Blah %d Blah", i);
      }
      time = System.currentTimeMillis() - prev_time;
      System.out.println("Time after for loop " + time);

      prev_time = System.currentTimeMillis();
      for ( i = 0; i < 1000000; i++ ) {
         new StringBuilder("Blah").append(i).append("Blah");
      }
      time = System.currentTimeMillis() - prev_time;
      System.out.println("Time after for loop " + time);
   }
}

虽然这听起来可能很激烈,但我认为它只在极少数情况下相关,因为绝对数字非常低:100万个简单字符串对应4个s。格式调用是可以的-只要我使用他们的日志或类似的。

更新:正如sjbotha在评论中指出的,StringBuilder测试是无效的,因为它缺少最后的. tostring()。

在我的机器上,从String.format(.)到StringBuilder的正确加速因子是23(使用-server开关时为16)。


To expand/correct on the first answer above, it's not translation that String.format would help with, actually. What String.format will help with is when you're printing a date/time (or a numeric format, etc), where there are localization(l10n) differences (ie, some countries will print 04Feb2009 and others will print Feb042009). With translation, you're just talking about moving any externalizable strings (like error messages and what-not) into a property bundle so that you can use the right bundle for the right language, using ResourceBundle and MessageFormat. Looking at all the above, I'd say that performance-wise, String.format vs. plain concatenation comes down to what you prefer. If you prefer looking at calls to .format over concatenation, then by all means, go with that. After all, code is read a lot more than it's written.


我使用了hhafez的代码并添加了一个内存测试:

private static void test() {
    Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
    long memory;
    ...
    memory = runtime.freeMemory();
    // for loop code
    memory = memory-runtime.freeMemory();

我为每一种方法分别运行这个程序,'+'操作符,String。format和StringBuilder(调用toString()),因此所使用的内存不会受到其他方法的影响。 我添加了更多的连接,使字符串为“Blah”+ I +“Blah”+ I +“Blah”+ I +“Blah”。

结果如下(平均每次5次):

Approach Time(ms) Memory allocated (long)
+ operator 747 320,504
String.format 16484 373,312
StringBuilder 769 57,344

我们可以看到String +和StringBuilder在时间上实际上是相同的,但是StringBuilder在内存使用上要高效得多。 当我们在足够短的时间间隔内有许多日志调用(或任何其他涉及字符串的语句)时,这是非常重要的,因此垃圾收集器将无法清理+操作符导致的许多字符串实例。

顺便说一句,在构造消息之前,不要忘记检查日志级别。

结论:

我将继续使用StringBuilder。 我有的是时间,有的是生活。


你的旧样式会被JAVAC 1.6自动编译为:

StringBuilder sb = new StringBuilder("What do you get if you multiply ");
sb.append(varSix);
sb.append(" by ");
sb.append(varNine);
sb.append("?");
String s =  sb.toString();

所以这和使用StringBuilder是没有区别的。

字符串。format要重量级得多,因为它创建了一个新的Formatter,解析输入格式字符串,创建一个StringBuilder,将所有内容附加到它并调用toString()。


Java的字符串。格式如下:

它解析格式字符串,分解成一个格式块列表 它迭代格式块,呈现为一个StringBuilder,这基本上是一个数组,根据需要调整自己的大小,通过复制到一个新的数组。这是必要的,因为我们还不知道分配最终字符串的大小 StringBuilder.toString()将他的内部缓冲区复制到一个新的String中

如果这个数据的最终目的地是一个流(例如,渲染一个网页或写入一个文件),你可以将格式块直接组装到你的流中:

new PrintStream(outputStream, autoFlush, encoding).format("hello {0}", "world");

我推测优化器将优化掉格式字符串处理。如果是这样,就剩下了与手动展开String相同的平摊性能。格式转换为StringBuilder。


下面是修改后的hhafez入口。它包括一个字符串构建器选项。

public class BLA
{
public static final String BLAH = "Blah ";
public static final String BLAH2 = " Blah";
public static final String BLAH3 = "Blah %d Blah";


public static void main(String[] args) {
    int i = 0;
    long prev_time = System.currentTimeMillis();
    long time;
    int numLoops = 1000000;

    for( i = 0; i< numLoops; i++){
        String s = BLAH + i + BLAH2;
    }
    time = System.currentTimeMillis() - prev_time;

    System.out.println("Time after for loop " + time);

    prev_time = System.currentTimeMillis();
    for( i = 0; i<numLoops; i++){
        String s = String.format(BLAH3, i);
    }
    time = System.currentTimeMillis() - prev_time;
    System.out.println("Time after for loop " + time);

    prev_time = System.currentTimeMillis();
    for( i = 0; i<numLoops; i++){
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append(BLAH);
        sb.append(i);
        sb.append(BLAH2);
        String s = sb.toString();
    }
    time = System.currentTimeMillis() - prev_time;
    System.out.println("Time after for loop " + time);

}

}

循环391之后的时间 循环4163之后的时间 循环227之后的时间


仅从日志的角度看另一个角度。

我在这个帖子上看到了很多关于登录的讨论,所以我想在回答中加入我的经验。也许有人会觉得有用。

我猜使用格式化程序进行日志记录的动机来自于避免字符串连接。基本上,如果你不打算记录它,你不希望有字符串连接的开销。

实际上不需要concat/format,除非您想记录日志。假设我这样定义一个方法

public void logDebug(String... args, Throwable t) {
    if(debugOn) {
       // call concat methods for all args
       //log the final debug message
    }
}

在这种方法中,如果它是一个调试消息并且debugOn = false,则根本不会真正调用canat /formatter

尽管在这里使用StringBuilder而不是formatter会更好。我们的主要动机就是避免这些。

同时,我不喜欢为每个日志语句添加“if”块

它会影响可读性 减少单元测试的覆盖率——当你想要确保每一行都经过测试时,这会让人感到困惑。

因此,我更喜欢用上面的方法创建一个日志实用程序类,并在任何地方使用它,而不用担心性能损失和其他与之相关的问题。


这里提供的所有基准测试都有一些缺陷,因此结果不可靠。

我很惊讶没有人使用JMH进行基准测试,所以我就这样做了。

结果:

Benchmark             Mode  Cnt     Score     Error  Units
MyBenchmark.testOld  thrpt   20  9645.834 ± 238.165  ops/s  // using +
MyBenchmark.testNew  thrpt   20   429.898 ±  10.551  ops/s  // using String.format

单位是每秒操作次数,越多越好。基准测试源代码。使用OpenJDK IcedTea 2.5.4 Java虚拟机。

所以,旧的样式(使用+)要快得多。


考虑使用“hello”。Concat(“世界!”)对于连接的少量字符串。它甚至比其他方法的性能更好。

如果你有超过3个字符串,考虑使用StringBuilder,或者只使用String,这取决于你使用的编译器。