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Java中8种字符串拼接方式，性能很意外

Spring全家桶实战案例

2025-01-02

导读：Java中8种字符串拼接方式，性能很意外

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环境：SpringBoot3.2.5

1. 简介

在开发中，字符串拼接是非常常见的操作，广泛应用于日志记录、数据处理、用户界面生成等场景。然而，不同的字符串拼接方式在性能上有着显著的差异，这一点往往被开发人员忽视。本文将详细介绍 Java 中的 8 种字符串拼接方式，并通过性能测试揭示这些方法的实际表现，结果令人意外。

Java中可以使用如下8种方式进行字符串的拼接：

"+"操作符
String#concat方法
String#join方法
String#format方法
Stream流方式
StringBuffer
StringBuilder
StringJoiner

我们将通过JMH进行性能的测试，所以如果你对JMH还不熟悉的，你可以查看下面这篇文章：

Java高级开发必须掌握JMH进行性能测试优化

下面我们依次介绍这8中方式；接下来的示例我们都将建立在JMH之上。

2. 实战案例

2.1 "+"操作符

这是最简单的方法，也是我们可能最熟悉的一种。它可以使用加号（+）运算符来连接字符串字面量、变量或者二者的组合：

@Benchmarkpublic void plusOperator(Blackhole hole) {  String str1 = "Pack";  String str2 = " xxxooo";  String result = str1 + str2;  hole.consume(result);}

2.2 String#concat方法

concat() 方法由 String 类提供，可用于将两个字符串连接在一起。

@Benchmarkpublic void concat(Blackhole hole) {  String str1 = "Pack";  String str2 = " xxxooo";  String result = str1.concat(str2);  hole.consume(result);}

2.3 String#join方法

String.join() 是 Java 8 以后新增的静态方法。它允许使用指定的分隔符连接多个字符串。

@Benchmarkpublic void join(Blackhole hole) {  String str1 = "Pack";   String str2 = " xxxooo";   String result = String.join("", str1, str2);  hole.consume(result);}

2.4 String#format方法

String.format() 用于使用占位符和格式指定符格式化字符串。通过使用实际值替换占位符，可以创建格式化字符串。

@Benchmarkpublic void format(Blackhole hole) {  String str1 = "Pack";   String str2 = " xxxooo";   String result = String.format("%s%s", str1, str2);  hole.consume(result);}

2.5 Stream流

它为在对象集合上执行操作提供了一种富有表现力的方法，并允许我们使用 Collectors.joining() 来集中字符串。

@Benchmarkpublic void stream(Blackhole hole) {  List<String> strList = Arrays.asList("Pack", " xxxooo");  String result = strList.stream().collect(Collectors.joining());  hole.consume(result);}

2.6 StringBuffer

StringBuffer 提供了一个可变的字符序列。它允许对字符串进行动态操作而无需创建新的对象。值得一提的是，它被设计为线程安全的，这意味着它可以被多个线程安全地并发访问和修改。

@Benchmarkpublic void stringBuffer(Blackhole hole) {  StringBuffer buffer = new StringBuffer();  buffer.append("Pack") ;   buffer.append(" xxxooo") ;   String result = buffer.toString() ;  hole.consume(result) ;}

2.7 StringBuilder

StringBuilder 和 StringBuffer 的用途相同。它们之间唯一的区别是 StringBuilder 不是线程安全的，而 StringBuffer 是。在不需要考虑线程安全的单线程场景中，StringBuilder 是非常完美的选择。

@Benchmarkpublic void stringBuilder(Blackhole hole) {  StringBuilder builder = new StringBuilder() ;   builder.append("Pack") ;   builder.append(" xxxooo") ;   String result = builder.toString() ;  hole.consume(result) ;}

2.8 StringJoiner

StringJoiner 是从 Java 8 开始引入的一个新类。它的功能与 StringBuilder 类似，提供了一种使用分隔符连接多个字符串的方式。尽管它与 StringBuilder 有相似之处，但 StringJoiner 也不是线程安全的。

@Benchmarkpublic void stringJoiner(Blackhole hole) {  StringJoiner joiner = new StringJoiner("");  joiner.add("Pack") ;  joiner.add(" xxxooo") ;  String result = joiner.toString() ;  hole.consume(result) ;}

以上我们简单的介绍了每一种字符串拼接的使用。

3. 性能测试

接下来，我们通过JMH进行性能的测试，首先我们在类上添加如下的注解：

// 预热1s钟，预热3次@Warmup(iterations = 3, time = 1)// 启动多少个进程@Fork(value = 1, jvmArgsAppend = {"-Xms512m", "-Xmx512m"})// 指定显示结果（枚举值）@BenchmarkMode(Mode.AverageTime)// 指定显示结果单位（枚举值）@OutputTimeUnit(TimeUnit.NANOSECONDS)// 迭代10次，每次2s@Measurement(iterations = 10, time = 2, timeUnit = TimeUnit.SECONDS)public class StringJoinTest {  // 上面8种字符串拼接的方法}

在本示例中，我们将通过main的方式运行，这种方式稍微有点不是特别准确，你可以选择jar的方式。

public static void main(String[] args) throws Exception {  Options options = new OptionsBuilder()    // 你要测试的类    .include(StringJoinTest.class.getSimpleName())    // 启动几个进程    .forks(1).build();  new Runner(options).run();}