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這篇文章主要為大家詳細介紹了String優化字符串的方法,文中方法步驟詳細,每個優化方案都有舉例展示,感興趣的小伙伴們可以參考一下。
驗證環境:jdk1.8
反編譯工具:jad
1.下載反編譯工具jad,百度下載
2.驗證
先執行一段例子1代碼:
public class test3 {
public static void main(String[] args) {
String str="ab"+"cd"+"ef"+"123";
}
}
執行完成后,用反編譯工具jad進行反編譯:jad -o -a -s d.java test.class
反編譯后的代碼:
// Decompiled by Jad v1.5.8g. Copyright 2001 Pavel Kouznetsov.
// Jad home page: http://www.kpdus.com/jad.html
// Decompiler options: packimports(3) annotate
// Source File Name: test.java
package example;
public class test
{
public test()
{
// 0 0:aload_0
// 1 1:invokespecial #1 <Method void Object()>
// 2 4:return
}
public static void main(String args[])
{
String str = "abcdef123";
// 0 0:ldc1 #2 <String "abcdef123">
// 1 2:astore_1
// 2 3:return
}
}
案例2:
public class test1 {
public static void main(String[] args)
{
String s = "abc";
String ss = "ok" + s + "xyz" + 5;
System.out.println(ss);
}
}
用反編譯工具jad執行jad -o -a -s d.java test1.class進行反編譯后:
// Decompiled by Jad v1.5.8g. Copyright 2001 Pavel Kouznetsov.
// Jad home page: http://www.kpdus.com/jad.html
// Decompiler options: packimports(3) annotate
// Source File Name: test1.java
package example;
import java.io.PrintStream;
public class test1
{
public test1()
{
// 0 0:aload_0
// 1 1:invokespecial #1 <Method void Object()>
// 2 4:return
}
public static void main(String args[])
{
String s = "abc";
// 0 0:ldc1 #2 <String "abc">
// 1 2:astore_1
String ss = (new StringBuilder()).append("ok").append(s).append("xyz").append(5).toString();
// 2 3:new #3 <Class StringBuilder>
// 3 6:dup
// 4 7:invokespecial #4 <Method void StringBuilder()>
// 5 10:ldc1 #5 <String "ok">
// 6 12:invokevirtual #6 <Method StringBuilder StringBuilder.append(String)>
// 7 15:aload_1
// 8 16:invokevirtual #6 <Method StringBuilder StringBuilder.append(String)>
// 9 19:ldc1 #7 <String "xyz">
// 10 21:invokevirtual #6 <Method StringBuilder StringBuilder.append(String)>
// 11 24:iconst_5
// 12 25:invokevirtual #8 <Method StringBuilder StringBuilder.append(int)>
// 13 28:invokevirtual #9 <Method String StringBuilder.toString()>
// 14 31:astore_2
System.out.println(ss);
// 15 32:getstatic #10 <Field PrintStream System.out>
// 16 35:aload_2
// 17 36:invokevirtual #11 <Method void PrintStream.println(String)>
// 18 39:return
}
}
根據反編譯結果,可以看到內部其實是通過StringBuilder進行字符串拼接的。
再來執行例3的代碼:
public class test2 {
public static void main(String[] args) {
String s = "";
Random rand = new Random();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
s = s + rand.nextInt(1000) + " ";
}
System.out.println(s);
}
}
用反編譯工具jad執行jad -o -a -s d.java test2.class進行反編譯后,發現其內部同樣是通過StringBuilder來進行拼接的:
// Decompiled by Jad v1.5.8g. Copyright 2001 Pavel Kouznetsov.
// Jad home page: http://www.kpdus.com/jad.html
// Decompiler options: packimports(3) annotate
// Source File Name: test2.java
package example;
import java.io.PrintStream;
import java.util.Random;
public class test2
{
public test2()
{
// 0 0:aload_0
// 1 1:invokespecial #1 <Method void Object()>
// 2 4:return
}
public static void main(String args[])
{
String s = "";
// 0 0:ldc1 #2 <String "">
// 1 2:astore_1
Random rand = new Random();
// 2 3:new #3 <Class Random>
// 3 6:dup
// 4 7:invokespecial #4 <Method void Random()>
// 5 10:astore_2
for(int i = 0; i < 10; i++)
//* 6 11:iconst_0
//* 7 12:istore_3
//* 8 13:iload_3
//* 9 14:bipush 10
//* 10 16:icmpge 55
s = (new StringBuilder()).append(s).append(rand.nextInt(1000)).append(" ").toString();
// 11 19:new #5 <Class StringBuilder>
// 12 22:dup
// 13 23:invokespecial #6 <Method void StringBuilder()>
// 14 26:aload_1
// 15 27:invokevirtual #7 <Method StringBuilder StringBuilder.append(String)>
// 16 30:aload_2
// 17 31:sipush 1000
// 18 34:invokevirtual #8 <Method int Random.nextInt(int)>
// 19 37:invokevirtual #9 <Method StringBuilder StringBuilder.append(int)>
// 20 40:ldc1 #10 <String " ">
// 21 42:invokevirtual #7 <Method StringBuilder StringBuilder.append(String)>
// 22 45:invokevirtual #11 <Method String StringBuilder.toString()>
// 23 48:astore_1
// 24 49:iinc 3 1
//* 25 52:goto 13
System.out.println(s);
// 26 55:getstatic #12 <Field PrintStream System.out>
// 27 58:aload_1
// 28 59:invokevirtual #13 <Method void PrintStream.println(String)>
// 29 62:return
}
}
綜上案例分析,發現字符串進行“+”拼接時,內部有以下幾種情況:
1.“+”直接拼接的是常量變量,如"ab"+"cd"+"ef"+"123",內部編譯就把幾個連接成一個常量字符串處理;
2. “+”拼接的含變量字符串,如案例2:"ok" + s + "xyz" + 5,內部編譯其實是new 一個StringBuilder來進行來通過append進行拼接;
3.案例3循環過程,實質也是“+”拼接含變量字符串,因此,內部編譯時,也會創建StringBuilder來進行拼接。
對比三種情況,發現第三種情況每次做循環,都會新創建一個StringBuilder對象,這會增加系統的內存,反過來就會降低系統性能。
因此,在做字符串拼接時,單線程環境下,可以顯性使用StringBuilder來進行拼接,避免每循環一次就new一個StringBuilder對象;在多線程環境下,可以使用線程安全的StringBuffer,但涉及到鎖競爭,StringBuffer性能會比StringBuilder差一點。
這樣,起到在字符串拼接時的優化效果。
在回答這個問題之前,可以先對一段代碼進行測試:
1.首先在idea設置-XX:+PrintGCDetails -Xmx6G -Xmn3G,用來打印GC日志信息,設置如下圖所示:
2.執行以下例子代碼:
public class test4 {
public static void main(String[] args) {
final int MAX=10000000;
System.out.println("不用intern:"+notIntern(MAX));
// System.out.println("使用intern:"+intern(MAX));
}
private static long notIntern(int MAX){
long start = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < MAX; i++) {
int j = i % 100;
String str = String.valueOf(j);
}
return System.currentTimeMillis() - start;
}
/*
private static long intern(int MAX){
long start = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < MAX; i++) {
int j = i % 100;
String str = String.valueOf(j).intern();
}
return System.currentTimeMillis() - start;
}*/
未使用intern的GC日志:
不用intern:354
[GC (System.gc()) [PSYoungGen: 377487K->760K(2752512K)] 377487K->768K(2758656K), 0.0009102 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
[Full GC (System.gc()) [PSYoungGen: 760K->0K(2752512K)] [ParOldGen: 8K->636K(6144K)] 768K->636K(2758656K), [Metaspace: 3278K->3278K(1056768K)], 0.0051214 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
Heap
PSYoungGen total 2752512K, used 23593K [0x0000000700000000, 0x00000007c0000000, 0x00000007c0000000)
eden space 2359296K, 1% used [0x0000000700000000,0x000000070170a548,0x0000000790000000)
from space 393216K, 0% used [0x0000000790000000,0x0000000790000000,0x00000007a8000000)
to space 393216K, 0% used [0x00000007a8000000,0x00000007a8000000,0x00000007c0000000)
ParOldGen total 6144K, used 636K [0x0000000640000000, 0x0000000640600000, 0x0000000700000000)
object space 6144K, 10% used [0x0000000640000000,0x000000064009f2f8,0x0000000640600000)
Metaspace used 3284K, capacity 4500K, committed 4864K, reserved 1056768K
class space used 359K, capacity 388K, committed 512K, reserved 1048576K
根據打印的日志分析:沒有使用intern情況下,執行時間為354ms,占用內存為24229k;
使用intern的GC日志:
使用intern:1515
[GC (System.gc()) [PSYoungGen: 613417K->1144K(2752512K)] 613417K->1152K(2758656K), 0.0012530 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
[Full GC (System.gc()) [PSYoungGen: 1144K->0K(2752512K)] [ParOldGen: 8K->965K(6144K)] 1152K->965K(2758656K), [Metaspace: 3780K->3780K(1056768K)], 0.0079962 secs] [Times: user=0.02 sys=0.00, real=0.01 secs]
Heap
PSYoungGen total 2752512K, used 15729K [0x0000000700000000, 0x00000007c0000000, 0x00000007c0000000)
eden space 2359296K, 0% used [0x0000000700000000,0x0000000700f5c400,0x0000000790000000)
from space 393216K, 0% used [0x0000000790000000,0x0000000790000000,0x00000007a8000000)
to space 393216K, 0% used [0x00000007a8000000,0x00000007a8000000,0x00000007c0000000)
ParOldGen total 6144K, used 965K [0x0000000640000000, 0x0000000640600000, 0x0000000700000000)
object space 6144K, 15% used [0x0000000640000000,0x00000006400f1740,0x0000000640600000)
Metaspace used 3786K, capacity 4540K, committed 4864K, reserved 1056768K
class space used 420K, capacity 428K, committed 512K, reserved 1048576K
日志分析:沒有使用intern情況下,執行時間為1515ms,占用內存為16694k;
綜上所述:使用intern情況下,內存相對沒有使用intern的情況要小,但在節省內存的同時,增加了時間復雜度。我試過將MAX=10000000再增加一個0的情況下,使用intern將會花費高達11秒的執行時間,可見,在遍歷數據過大時,不建議使用intern。
因此,使用intern的前提,一定要考慮到具體的使用場景。
到這里,可以確定,使用String.intern確實可以節省內存。
接下來,分析一下intern在不同JDK版本的區別。
在JDK1.6中,字符串常量池在方法區中,方法區屬于永久代。
在JDK1.7中,字符串常量池移到了堆中。
在JDK1.8中,字符串常量池移到了元空間里,與堆相獨立。
分別在1.6、1.7、1.8版本執行以下一個例子:
public class test5 {
public static void main(String[] args) {
String s1=new String("ab");
s.intern();
String s2="ab";
System.out.println(s1==s2);
String s3=new String("ab")+new String("cd");
s3.intern();
String s4="abcd";
System.out.println(s4==s3);
}
}
1.6版本
執行結果:
fasle false
分析:
執行第一部分時:
1.代碼編譯時,先在字符串常量池里創建常量“ab";在調用new時,將在堆中創建一個String對象,字符串常量創建的“ab"存儲到堆中,最后堆中的String對象返回一個引用給s1。
2.s.intern(),在字符串常量池里已經存在“ab”,便不再創建存放副本“ab";
3.s2="ab",s2指向的是字符串常量池里”ab",而s1指向的堆中的”ab",故兩者不相等。
該示意圖如下:
執行第二部分:
1.兩個new出來相加的“abcd”存放在堆中,s3指向堆中的“abcd";
2.執行s3.intern(),在將“abcd"副本的存放到字符串常量池時,發現常量池里沒有該”abcd",因此,成功存放;
3.s4="abcd"指向的是字符串常量池里已有的“abcd"副本,而s3指向的是堆中的"abcd",副本"abcd"的地址和堆中“abcd"地址不相同,故為false;
1.7版本
false true
執行第一部分:這一部分與jdk1.6基本類似,不同在于,s1.intern()返回的是引用,而不是副本。
執行第二部分:
1.new String("ab")+new String("cd"),先在常量池里生成“ab"和”cd",再在堆中生成“abcd";
2.執行s3.intern()時,會把“abcd”的對象引用放到字符串常量池里,發現常量池里還沒有該引用,故可成功放入。當String s4="abcd",即把字符串常量池中”abcd“的引用地址賦值給s4,相當于s4指向了堆中”abcd"的地址,故s3==s4為true。
1.8版本
false true
在1.8版本當中,使用intern()時,執行原理如下:
若字符串常量池中,包含了與當前對象相當的字符串,將返回常量池里的字符串;若不存在,則將該字符串存放進常量池里,并返回字符串的引用。
綜上所述,可見三種版本當中,使用intern時,若字符串常量池里不存在相應字符串時,存在以下區別:
例如:
String s1=new String("ab"); s.intern();
jdk1.6:若字符串常量池里沒有“ab",則會在常量池里存放一個“ab"副本,該副本地址與堆中的”ab"地址不相等;
jdk1.7:若字符串常量池里沒有“ab",會將“ab”的對象引用放到字符串常量池里,該引用地址與堆中”ab"的地址相同;
jdk1.8:若字符串常量池中包含與當前對象相當的字符串,將返回常量池里的字符串;若不存在,則將該字符串存放進常量池里,并返回字符串的引用。
看完上述內容,你們掌握String優化字符串的方法了嗎?如果還想學到更多技能或想了解更多相關內容,歡迎關注億速云行業資訊頻道,感謝各位的閱讀!
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