谁在乎toString的性能?

谁在乎 toString 的性能?没有人!

除非你批量处理大量数据,追求算法高性能,否则将使用toString进行大量日常类型转换。然后,你会研究为什么它很慢,认识到 toString() 主要是使用内部实现的并且可以优化。

首先,让我们看一下Javadoc的描述 Object.toString 应该做什么:“  返回对象的字符串表示形式。通常,该 toString方法返回一个“以文本形式表示”此对象的字符串。结果应该是简洁易懂的表示形式,便于人们阅读。建议所有子类都重写此方法。 “。IDEidea、eclipse)往往会为我们生成equals 、 hashcode 、 toString方法的重写……我们通常会这样。此外,IDE为我们提供了几种选择来生成toString: String级联(使用+符号),StringBuffer,StringBuilder,ToStringBuilder,ReflectionToStringBuilder,Guava或Objects.toString …

在这些实现方案中,你会选择哪一个?

如果你想知道哪种实现更有效,我们可以通过JMH测试基准来看看效果。

对于此基准测试,我创建了类(使用继承,集合等),并且使用了idea生成的所有不同的toString实现,以查看哪个性能更高。代码尽量简洁,无论使用哪种技术(见下文),为一些属性或所有属性(包括继承,依赖关系和集合)生成toString都会对性能产生巨大影响。

+符号

让我们从性能最高的方法开始: 带+符号的字符串连接 。很多人告诉我们不要使用 +号 来生成字符串,这种写法不友善,尤其在JVM7之前。但是,Java Compiler会 将+符号编译为字符串生成器(大多数情况下),做了很多的优化。所以,不要犹豫,使用它。但是它唯一的缺点是不处理null值,你需要自己做特殊处理。

在以下结果中是JMH的平均性能:

public String toString() {
    return "MyObject{" +
            "att1='" + att1 + '/'' +
            ", att2='" + att2 + '/'' +
            ", att3='" + att3 + '/'' +
            "} " + super.toString();
}
 
// Average performance with JMH (ops/s)
// (min, avg, max) = (140772,314, 142075,167, 143844,717)
复制代码

Objects.toString

Java SE 7带来了Objects类以及一些静态方法。Objects.toString的优点是它处理null值,如果为null,甚至可以设置默认值。性能比之前的代码略低,但是会处理null:

public String toString() {
    return "MyObject{" +
            "att1='" + Objects.toString(att1) + '/'' +
            ", att2='" + Objects.toString(att2) + '/'' +
            ", att3='" + Objects.toString(att3) + '/'' +
            "} " + super.toString();
}
 
// Average performance with JMH (ops/s)
// (min, avg, max) = (138790,233, 140791,365, 142031,847)
复制代码

StringBuilder

另一种实现方案是使用StringBuilder。在这里,很难分辨出哪种技术表现更好。后三种技术在性能方面非常相似。

public String toString() {
	final StringBuilder sb = new StringBuilder("MyObject{");
	sb.append("att1='").append(att1).append('/'');
	sb.append(", att2='").append(att2).append('/'');
	sb.append(", att3='").append(att3).append('/'');
	sb.append(super.toString());
	return sb.toString();
}

// Average performance with JMH (ops/s)
// (min, avg, max) = (96073,645, 141463,438, 146205,910)
复制代码

Guava

Guava几乎没有帮助器类:其中之一可以帮助您生成toString。它的性能不如纯JDK API,但guava可以为你提供一些额外的服务

public String toString() {
    return Objects.toStringHelper(this)
    .add("att1", att1)
    .add("att2", att2)
    .add("att3", att3)
    .add("super", super.toString()).toString();
}
 
// Average performance with JMH (ops/s)
// (min, avg, max) = (97049,043, 110111,808, 114878,137)
复制代码

Commons Lang3

Commons Lang3有几种生成toString的技术:从生成器到内部检查器。如你所看的结果,内部更易于使用,代码行更少,但会对性能造成严重影响:

public String toString() {
    return new ToStringBuilder(this)
    .append("att1", att1)
    .append("att2", att2)
    .append("att3", att3)
    .append("super", super.toString()).toString();
}
 
// Average performance with JMH (ops/s)
// (min, avg, max) = ( 73510,509,  75165,552,  76406,370)

复制代码
public String toString() {
    return ToStringBuilder.reflectionToString(this, ToStringStyle.SHORT_PREFIX_STYLE);
}
 
// Average performance with JMH (ops/s)
// (min, avg, max) = (31803,224, 34930,630, 35581,488)
复制代码
public String toString() {
    return ReflectionToStringBuilder.toString(this);
}
 
// Average performance with JMH (ops/s)
// (min, avg, max) = (14172,485, 23204,479, 30754,901)
复制代码

结论

如今,随着JVM的优化,**我们可以安全地使用+符号来连接字符串(并使用Objects.toString来处理空值)。**使用JDK内置的实用程序类 Objects ,无需外部框架即可处理空值。因此,开箱即用的JDK具有比本文介绍的任何其他技术更好的性能(如果你有其他框架/技术,请留言给我,我会尝试一下,欢迎交流)。

总结一下,这是一张表,其中包含JMH的平均表现 (从表现最好的到表现欠佳的):

谁在乎toString的性能?

同样,如果你经常调用toString方法,那么所有这些都很重要。如果没有,性能并不是真正的问题,用那个都可以,怎么方便怎么来。

拓展

针对+号拼接

package tostring;

public class Main {

	public static void main(String[] args) {
		int n = 1000, iterations = 10000;
		long len, t0, t1;
		
		// string builder: < 1 second
		len = 0;
		t0 = System.currentTimeMillis();
		for (int j = 0; j < iterations; j++) {
			StringBuilder builder = new StringBuilder();
			for (int i = 0; i < n; i++) {
				builder.append(i);
			}
			len += builder.toString().length();
		}
		t1 = System.currentTimeMillis();
		System.out.println(len + " " + (t1 - t0));

		// string concatenation: 10 seconds
		len = 0;
		t0 = System.currentTimeMillis();
		for (int j = 0; j < iterations; j++) {
			String res = "";
			for (int i = 0; i < n; i++) {
				res += i;
			}
			len += res.length();
		}
		t1 = System.currentTimeMillis();
		System.out.println(len + " " + (t1 - t0));
	}

}
复制代码

请注意字符串连接,因为JVM不够聪明,无法优化复杂的流。一个简单的循环会使性能受到很大的影响,这也就是为什么JDK强调“简洁”非常重要。你应该避免循环使用toString方法。

原文 

https://juejin.im/post/5ddcf8b5f265da05df4fbccb

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