你所不知道的Java性能优化之String！

小灰灰 2021-07-24 15:21 523阅读 0赞

## Java性能优化之String字符串优化 ##

**1.字符串对象及其特点**

Java中八大基本数据类型没有String类型，因为String类型是Java对char数组的进一步封装。

String类的实现主要由三部分组成：char数组，offset偏移量，String的长度。

String类型有三个基本特点：

*  不变性
 *  不变性是指String对象一旦生成，则不能再对它进行改变。
 *  不变性的作用在于当一个对象需要被多线程共享，并且频繁访问时，可以省略同步和锁等待的时间，从而大幅提高系统性能。

**针对常量池的优化**

当两个String对象拥有相同的值时，它们只引用常量池中的同一个拷贝。

**类的final定义**

作为final类的String对象在系统中不能有任何子类，这是对系统安全性的保护！

**1.1 subString()方法的内存泄漏**

关于这一点，在JDK的1.7及以后就已经解决了！

在1.7之前，subString()方法截取字符串只是移动了偏移量，截取之后的字符串实际上还是原来的大小。

现在，当使用subString()方法截取字符串时会把截取后的字符串拷贝到新对象。

## 1.2 字符串分割与查找 ##

**1、原始的String.split()**

String.split()方法使用简单，功能强大，支持正则表达式，但是，在性能敏感的系统中频繁的使用这个方法是不可取的。

注意 \* ^ : | . 这些符号记得\\转义

**2、使用效率更高的StringTokenizer类分割字符串**

StringTokenizer类是JDK中提供的专门用来处理字符串分割的工具类。构造方法：

public StringTokenizer(String str, String delim, boolean returnDelims)  
其中str是要分割的字符串，delim是分割符，returnDelims是否返回分隔符，默认false。

String s = "a;b;c";
      StringTokenizer stringTokenizer = new StringTokenizer(s, ";", false);
      System.out.println(stringTokenizer.countTokens());
      while (stringTokenizer.hasMoreTokens()) {
          System.out.println(stringTokenizer.nextToken());
      }

**3、最优化的字符串分割方式**  
indexOf()方法是一个执行速度非常快的方法，subString()是采用了时间换空间技术，因此速度相对快。

public static List<String> mySplit(String str, String delim){
            List<String> stringList = new ArrayList<>();
            while(true) {
                int k = str.indexOf(delim);
                if (k < 0){
                    stringList.add(str);
                    break;
                }
                String s = str.substring(0, k);
                stringList.add(s);
                str = str.substring(k+1);
            }
            return stringList;
        }//加入Java开发交流君样：756584822一起吹水聊天

**4、三种分割方法的对比与选择**

split()方法功能强大，但是效率最差；

StringTokenizer性能优于split方法，能用StringTokenizer就没必要用split()；

自己实现的分割算法性能最好，但代码的可读性和系统的可维护性最差，只有当系统性能成为主要矛盾时，才推荐使用该方法。

**5、高效率的charAt方法**

charAt(int index) 返回指定索引处的 char 值。功能和indexOf()相反，效率却一样高。

**6、字符串前后辍判断**

public boolean startsWith(String prefix) 测试此字符串是否以指定的前缀开始

public boolean endsWith(String suffix) 测试此字符串是否以指定的后缀结束

这两个Java内置函数效率远远低于charAt()方法。单元测试：

@Test
        public void test(){
            String str = "hello";
            if (str.charAt(0)=='h'&&str.charAt(1)=='e'){
                System.out.println(true);
            }
            if (str.startsWith("he")){
                System.out.println(true);
            }
        }//加入Java开发交流君样：756584822一起吹水聊天

**1.3 StringBuffer和StringBuilder**  
1、String常量的累加操作

String s = "123"+"456"+"789";

虽然从理论上说字符串的累加的效率并不高，但该语句执行耗时为0；反编译代码后，我们发现代码是

`String s = "123456789";`

显然，是Java在编译时做了充分的优化。因此，并没有想象中那样生成大量的String实例。

对于静态字符串的连接操作，Java在编译时会进行彻底的优化，将多个连接操作的字符串在编译时合成一个单独的长字符串。

**2、String变量累加的操作**

String str = "hello";
      str+="word";
      str+="!!!";
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我们利用“+=”改变字符串内容的值，实际上字符串根本没有改变。

当 str+=“word” 时，堆内存开辟了word的内存空间和helloword的两个内存空间（相当于实例化了两个String对象），并把str的引用指向了helloword，原来的hello和word成为了垃圾被JVM回收。

**3、concat() 连接字符串**

String的concat()是专门用于字符串连接操作的方法，效率远远高于“+”或者“+=”。

**4、StringBuffer和StringBuilder**

不用多说了，就是为字符串连接而生的，效率最高。不同的是，StringBuffer几乎对所有的方法都做了同步，StringBuilder并没有做任何同步，效率更高一些。只不过在多线程系统中，StringBuilder无法保证线程安全，不能使用。

**5、容量参数**

StringBuffer和StringBuilder的是对String的封装，String是对char数组的封装。是数组就有大小，就有不够用的时候，不够用只能扩容，也就是把原来的再复制到新的数组中。合适的容量参数自然能够减少扩容的次数，达到提高效率的目的。

在初始化时，容量参数默认是16个字节。在构造方法中指定容量参数：

public StringBuilder(int capacity)

**1.4 附一些实用的方法**

判断字符串相等（忽略大小写）

`equalsIgnoreCase(String anotherString)`

判断是否存在子字符串（返回布尔类型）

`contains(CharSequence s)`

将指定字符串连接到此字符串的结尾

`concat(String str)`

使用指定的格式字符串和参数返回一个格式化字符串

`format(String format, Object... args)`

使用默认语言环境的规则将此 String 中的所有字符都转换为小写。

`toLowerCase()`  
使用默认语言环境的规则将此 String 中的所有字符都转换为大写。

`toUpperCase()`

返回字符串的副本，忽略前导空白和尾部空白。

`trim()`

使用给定的 replacement 替换此字符串所有匹配给定的正则表达式的子字符串。

`String replaceAll(String regex, String replacement)`

按字典顺序比较两个字符串，不考虑大小写。

`int compareToIgnoreCase(String str)`

如果参数字符串等于此字符串，则返回值 0；  
如果此字符串小于字符串参数，则返回一个小于 0 的值；  
如果此字符串大于字符串参数，则返回一个大于 0 的值。  
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