總結：字串優化

由於String物件時不可變物件，因此在需要對字串進行修改操作時（如字串連線和替換），String物件總是會生成新的物件，所以其效能相對較差。

String常量的累加操作：對於靜態字串的連線操作，Java在編譯時會進行徹底的優化，將多個連線操作的字串在編譯時合成一個單獨的長字串。

String變數的累加操作：底層使用了StringBuilder的功能。
StringBuffer和StringBuilder的擴容策略：當字串緩衝區容量不足時，原有容量將會加倍，以新的容量來申請記憶體空間，建立新的char陣列，然後將原陣列中的內容複製到這個新的陣列當中。因此，對於大物件的擴容會涉及大量的記憶體複製操作。所以，如果能夠預先評估StringBuilder或StringBuffer的大小，將能夠有效的節省這些操作，從而提高系統的效能。

JAVA的字串拼接與效能

在JAVA中拼接兩個字串的最簡便的方式就是使用操作符”+”了。如果你用”+”來連線固定長度的字串，可能效能上會稍受影響，但是如果你是在迴圈中來”+”多個串的話，效能將指數倍的下降。假設有一個字串，我們將對這個字串做大量迴圈拼接操作，使用”+”的話將得到最低的效能。但是究竟這個效能有多差？

如果我們同時也把StringBuffer,StringBuilder或String.concat()放入效能測試中，結果又會如何呢？本文將會就這些問題給出一個答案！

　　我們將使用Per4j來計算效能，因為這個工具可以給我們一個完整的效能指標集合，比如最小，最大耗時，統計時間段的標準偏差等。在測試程式碼中，為了得到一個準確的標準偏差值，我們將執行20個拼接”*”50,000次的測試。下面是我們將使用到的拼接字串的方法：

　　Concatenation Operator (+)

　　String concat method – concat(String str)

　　StringBuffer append method – append(String str)

　　StringBuilder append method – append(String str)

　　最後，我們將看看位元組碼，來研究這些方法到底是如何執行的。現在，讓我們先開始來建立我捫的類。注意為了計算每個迴圈的效能，程式碼中的每段測試程式碼都需要用Per4J庫進行封裝。首先我們先定義迭代次數
　　1 private static final int OUTER_ITERATION=20;
　　2 private static final int INNER_ITERATION=50000;

　　接下來，我們將使用上述4個方法來實現我們的測試程式碼。
　　01 String addTestStr = "";
　　02 String concatTestStr = "";
　　03 StringBuffer concatTestSb = null;
　　04 StringBuilder concatTestSbu = null;
　　05 for (int outerIndex=0;outerIndex<=OUTER_ITERATION;outerIndex++) {
　　06 StopWatch stopWatch = new LoggingStopWatch("StringAddConcat");
　　07 addTestStr = "";
　　08 for (int innerIndex=0;innerIndex<=INNER_ITERATION;innerIndex++)
　　09 addTestStr += "*";
　　10 stopWatch.stop();
　　11 }
　　12 for (int outerIndex=0;outerIndex<=OUTER_ITERATION;outerIndex++) {
　　13 StopWatch stopWatch = new LoggingStopWatch("StringConcat");
　　14 concatTestStr = "";
　　15 for (int innerIndex=0;innerIndex<=INNER_ITERATION;innerIndex++)
　　16 concatTestStr.concat("*");
　　17 stopWatch.stop();
　　18 }
　　19 for (int outerIndex=0;outerIndex<=OUTER_ITERATION;outerIndex++) {
　　20 StopWatch stopWatch = new LoggingStopWatch("StringBufferConcat");
　　21 concatTestSb = new StringBuffer();
　　22 for (int innerIndex=0;innerIndex<=INNER_ITERATION;innerIndex++)
　　23 concatTestSb.append("*");
　　24 stopWatch.stop();
　　25 }
　　26 for (int outerIndex=0;outerIndex<=OUTER_ITERATION;outerIndex++) {
　　27 StopWatch stopWatch = new LoggingStopWatch("StringBuilderConcat");
　　28 concatTestSbu = new StringBuilder();
　　29 for (int innerIndex=0;innerIndex<=INNER_ITERATION;innerIndex++)
　　30 concatTestSbu.append("*");
　　31 stopWatch.stop();
　　32 }
　　接下來通過執行程式來生成效能指標。我的執行環境是64位的Windown7作業系統，32位的JVM(7-ea) 帶4GB記憶體，雙核Quad 2.00GHz的CPU的機器.
　　經過20次迭代後，我們得到如下的資料：

　　結果非常完美如我們想象的那樣。唯一比較有趣的事情是為什麼String.concat也很不錯，我們都知道，String是一個常類（初始化後就不會改變的類），那麼為什麼concat的效能會更好一些呢。(譯者注：其實原文作者的測試程式碼有問題，對於concat()方法的測試程式碼應該寫成concatTestStr=concatTestStr.concat(“*”)才對。)為了回答這個問題，我們應該看看concat反編譯出來的位元組碼。在本文的下載包裡面包含了所有的位元組碼，但是現在我們先看一下concat的這個程式碼片段：
　　01 46: new #6; //class java/lang/StringBuilder
　　02 49: dup
　　03 50: invokespecial #7; //Method java/lang/StringBuilder."":()V
　　04 53: aload_1
　　05 54: invokevirtual #8; //Method java/lang/StringBuilder.append:
　　06 (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
　　07 57: ldc #9; //String *
　　08 59: invokevirtual #8; //Method java/lang/StringBuilder.append:
　　09 (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
　　10 62: invokevirtual #10; //Method java/lang/StringBuilder.toString:()
　　11 Ljava/lang/String;
　　12 65: astore_1
　　13 66: iinc 7, 1
　　14 69: goto 38

　　這段程式碼是String.concat()的位元組碼，從這段程式碼中，我們可以清楚的看到，concat()方法使用了StringBuilder，concat()的效能應該和StringBuilder的一樣好，但是由於額外的建立StringBuilder和做.append(str).append(str).toString()的操作，使得concate的效能會受到一些影響，所以StringBuilder和String Cancate的時間是1.8和3.3。

　　因此，即時在做最簡單的拼接時，如果我們不想建立StringBuffer或StringBuilder例項使，我們也因該使用concat。但是對於大量的字串拼接操作，我們就不應該使用concat(譯者注：因為測試程式碼功能上並不完全等價，更換後的測試程式碼concat的平均處理時間是1650.9毫秒。這個結果在原文的評論裡面。)，因為concat會降低你程式的效能，消耗你的cpu。因此，在不考慮執行緒安全和同步的情況下，為了獲得最高的效能，我們應儘量使用StringBuilder