如何拼接字符串-探究“+号拼接”/“StringBuilder”在不同场景下的效率问题

news2025/7/21 10:53:11

拼接字符串，在程序开发中很常见也很常用，大家都会：

+号拼接

String.concat(String str)

StringBuffer / StringBuilder

但这里今天主要探究“+号拼接”，“StringBuilder”在不同场景下的效率问题。不都说 StringBuilder 在处理字符串拼接上效率要强于 String（+号拼接），但有时候我们的理解可能会存在一定的偏差。最近我在研究数据导入导出效率的时候，发现自己以前对 StringBuilder 的部分理解是错误的。后来通过实践测试 + 查代码找原理的方式搞清楚了这块的逻辑。现在将过程分享给大家。

测试用例

我们的业务代码在循环中拼接字符串一般有两种情况：

第一种就是每次循环将对象中的几个字段拼接成一个新字段，再赋值给对象。例如，给不同的权益数据list对象model的跳转url拼接相同参数uid。

第二种操作是在循环外创建一个字符串对象，每次循环向该字符串拼接新的内容。循环结束后得到拼接好的字符串。

对于这两种情况，我创建了两个对照组。

第一组：在每次 For 循环中拼接字符串，即拼即用、用完即毁。分别使用 String（+号拼接）和 StringBuilder 拼接。

/**

* 循环内 String 拼接字符串，一次循环后销毁

public static void useString() {

for (int i = 0; i < CYCLE_NUMBER1; i++) {

String str = str1 + i + str2 + i + str3 + i + str4;

}

/**

* 循环内使用 StringBuilder 拼接字符串，一次循环后销毁

public static void useStringBuilder() {

for (int i = 0; i < CYCLE_NUMBER1; i++) {

StringBuilder sb = new StringBuilder();

String s = sb.append(str1).append(i).append(str2).append(i)

.append(str3).append(i).append(str4).toString();

}

第二组：多次 For 循环拼接一个字符串，循环结束后使用字符串，使用后由垃圾回收器回收。也是分别使用 String（+号拼接）和 StringBuilder 拼接。

/**

* 多次循环拼接成一个字符串用 String

public static void useStringSpliceOneStr() {

String str = "";

for (int i = 0; i < CYCLE_NUMBER2; i++) {

str += str1 + str2 + str3 + str4 + i;

}

/**

* 多次循环拼接成一个字符串用 StringBuilder

public static void useStringBuilderSpliceOneStr() {

StringBuilder sb = new StringBuilder();

for (int i = 0; i < CYCLE_NUMBER2; i++) {

sb.append(str1).append(str2).append(str3).append(str4).append(i);

}

为了保证测试质量，在每个测试项目进行前。线程休息 2s，之后空跑 10 次热身。最后执行 5 次求平均时间的方式计算时间。

public static int executeSometime(int type, int num) throws InterruptedException {

Thread.sleep(2000);

int sum = 0;

for (int i = 0; i < num + 10; i++) {

long begin = System.currentTimeMillis();

switch (type) {

case 1:

useString();

break;

case 2:

useStringBuilder();

break;

case 3:

useStringSpliceOneStr();

break;

case 4:

useStringBuilderSpliceOneStr();

break;

default:

return 0;

}

long end = System.currentTimeMillis();

if (i > 10) {

sum += (end - begin);

}

return sum / num;

}

主测试方法

public class StringBuilderStringTest {

public static final int CYCLE_NUMBER1 = 10_000_000;

public static final int CYCLE_NUMBER2 = 10_000;

public static final String str1 = "一号";

public static final String str2 = "二号";

public static final String str3 = "三号";

public static final String str4 = "四号";

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

int time = 0;

int num = 5;

time = executeSometime(1, num);

System.out.println("String拼接 " + CYCLE_NUMBER1 + " 次，" + num + "次平均时间：" + time + " ms");

time = executeSometime(2, num);

System.out.println("StringBuilder拼接 " + CYCLE_NUMBER1 + " 次，" + num + "次平均时间：" + time + " ms");

time = executeSometime(3, num);

System.out.println("String拼接单个字符串 " + CYCLE_NUMBER2 + " 次，" + num + "次平均时间：" + time + " ms");

time = executeSometime(4, num);

System.out.println("StringBuilder拼接单个字符串 " + CYCLE_NUMBER2 + " 次，" + num + "次平均时间：" + time + " ms");

}

测试结果

结果分析

第一组

10_000_000 次循环拼接，在循环内使用 String（+号拼接）和 StringBuilder 的效率几乎是一样的，而且使用String（+号拼接）的效率貌似还高一点！为什么呢？

使用 javap -c StringBuilderStringTest.class 反编译查看两个方法编译后的文件：

可以发现 String（+号拼接）方法拼接字符串编译器优化后使用的就是 StringBuilder、因此用例1 和用例2 的效率是一样的。

第二组

第二组的结果就是大家预期的了，由于 10_000_000 次循环String（+号拼接）拼接实在太慢，也心疼我的电脑呼呼运行，所以我采用了 10_000 次拼接来分析，也能说明问题。

分析用例3：虽然编译器会对 String（+号拼接）拼接做优化，但是它每次在循环内创建 StringBuilder 对象，在循环内销毁。下次循环他有创建。相比较用例4在循环外创建，多了 n 次 new 对象、销毁对象的操作、n - 1 次将 StringBuilder 转换成 String 的操作。效率低也是理所应当了。

同样从反编译查看两个方法编译后的文件也能看出来：

最后结论

编译器会将 String（+号拼接）拼接优化成使用 StringBuilder，但是还是有一些缺陷的。主要体现在循环内使用字符串拼接，编译器不会创建单个 StringBuilder 以复用。

第一种情况字符串即拼接即用需求用String效率更快一些。每次循环将对象中的几个字段拼接成一个新字段，再赋值给对象。StringBuilder 拼接不适用于循环内每次拼接即用的操作方式。因为编译器优化后的 String（+号拼接）拼接也是使用 StringBuilder 两者的效率一样。但String写起来还更方便。

第二种情况多次循环内拼接一个字符串，最后再用串的需求用 StringBuilder 效率更快一些。在循环外创建一个字符串对象，每次循环向该字符串拼接新的内容。循环结束后得到拼接好的字符串。因为其避免了 n 次 new 对象、销毁对象的操作，n - 1 次将 StringBuilder 转换成 String 的操作。