java - 简单的字符串连接示例在 Java 7 中速度快，在 Java 8 中速度慢

Question

我有一个小类(class)演示了连接字符串的不同方式(StringBuilder 与纯字符串连接)的一些时序特征。无论每种策略的相对时间如何，我都注意到 Java 6 的特定性能行为，然后是 Java 7，现在是 Java 8。

我最初是用 Java 6 编写的，Java 7 的巨大改进给我留下了深刻的印象。我原以为 Java 8 会表现出类似的性能。然而，当我在我的 Win7/64 位笔记本电脑上运行它时，我发现 Java 8 数字比我的 Java 6 数字还要慢。

我完全有可能看到 Java 6 和 7 的问题，其中 JVM 正在删除我在运行时测试的代码(微基准测试的常见障碍)，但我只是不知道。

我将展示我的三个运行的性能数字，然后我将包括源代码。请注意，该测试有大量的预热通过，这有望导致所有类加载和 JIT 工作在计时运行之前完成。

另请注意，Java 6 和 Java 8 中的相对时间是“一致的”。例如，我希望测试 2 和 3 是最快的两个，有时 2 比 3 快，反之亦然。 Java 7 的计时都比那个低得多，而且大部分都差不多，所以我可能遇到了 Java 7 JIT 削减了太多代码的问题。

Java 6:
stringBuilder0:499
stringBuilder1:260
stringBuilder2:262
stringBuilder3:180
stringBuilder4:184
stringBuilder5:210
stringBuilder6:286
stringBuilder7:287
stringBuilder8:203
stringBuilder9:248

Java 7:
stringBuilder0:66
stringBuilder1:269
stringBuilder2:57
stringBuilder3:57
stringBuilder4:57
stringBuilder5:57
stringBuilder6:299
stringBuilder7:57
stringBuilder8:57
stringBuilder9:57

Java 8:
stringBuilder0:714
stringBuilder1:367
stringBuilder2:368
stringBuilder3:279
stringBuilder4:271
stringBuilder5:318
stringBuilder6:415
stringBuilder7:406
stringBuilder8:308
stringBuilder9:349

这是生成此数据的两个类。

字符串生成器测试:

package timings;

public class StringBuilderTests {
public static void main(String[] args) {
    StringBuilderTests  stringBuilderTests  = new StringBuilderTests(args);
    stringBuilderTests.go();
}

public StringBuilderTests(String[] args) {
}

private void go() {
    final String  str1    = "01234567890123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123456789";
    final String  str2    = "abcdefghiabcdefghiabcdefghiabcdefghiabcdefghi";
    final String  str3    = "xxxxxxxxxxxxxxxx";
    final String  str4    = "yyyyyyyyyyyyyyyy";
    final String  str5    = "zzzzzzzzzzzzzzzz";

    System.out.println("Running warmup pass.");

    for (int ctr = 0; ctr < 20000; ++ ctr) {
    testStringBuilder0(str1, str2, str3, str4, str5);
    testStringBuilder1(str1, str2, str3, str4, str5);
    testStringBuilder2(str1, str2, str3, str4, str5);
    testStringBuilder3(str1, str2, str3, str4, str5);
    testStringBuilder4(str1, str2, str3, str4, str5);
    testStringBuilder5(str1, str2, str3, str4, str5);
    testStringBuilder6(str1, str2, str3, str4, str5);
    testStringBuilder7(str1, str2, str3, str4, str5);
    testStringBuilder8(str1, str2, str3, str4, str5);
    testStringBuilder9(str1, str2, str3, str4, str5);
    }

    int     iters   = 10000000;

    System.out.println("Starting timing runs.");

    new TimingContainer(iters, "stringBuilder0", new TimingTest() {
    public void run() {
        testStringBuilder0(str1, str2, str3, str4, str5);
    }
    }).run();

    new TimingContainer(iters, "stringBuilder1", new TimingTest() {
    public void run() {
        testStringBuilder1(str1, str2, str3, str4, str5);
    }
    }).run();

    new TimingContainer(iters, "stringBuilder2", new TimingTest() {
    public void run() {
        testStringBuilder2(str1, str2, str3, str4, str5);
    }
    }).run();

    new TimingContainer(iters, "stringBuilder3", new TimingTest() {
    public void run() {
        testStringBuilder3(str1, str2, str3, str4, str5);
    }
    }).run();

    new TimingContainer(iters, "stringBuilder4", new TimingTest() {
    public void run() {
        testStringBuilder4(str1, str2, str3, str4, str5);
    }
    }).run();
    new TimingContainer(iters, "stringBuilder5", new TimingTest() {
    public void run() {
        testStringBuilder5(str1, str2, str3, str4, str5);
    }
    }).run();
    new TimingContainer(iters, "stringBuilder6", new TimingTest() {
    public void run() {
        testStringBuilder6(str1, str2, str3, str4, str5);
    }
    }).run();
    new TimingContainer(iters, "stringBuilder7", new TimingTest() {
    public void run() {
        testStringBuilder7(str1, str2, str3, str4, str5);
    }
    }).run();
    new TimingContainer(iters, "stringBuilder8", new TimingTest() {
    public void run() {
        testStringBuilder8(str1, str2, str3, str4, str5);
    }
    }).run();
    new TimingContainer(iters, "stringBuilder9", new TimingTest() {
    public void run() {
        testStringBuilder9(str1, str2, str3, str4, str5);
    }
    }).run();
}

private void useit(String str) {
    System.out.print(str.charAt(0));
}

public static String testStringBuilder0(String str1, String str2, String str3, String str4, String str5) {
    String  result  = null;
    result  = result + str1;
    result  = result + str2;
    result  = result + str3;
    result  = result + str4;
    result  = result + str5;
    return result;
}

public static String testStringBuilder1(String str1, String str2, String str3, String str4, String str5) {
    StringBuilder   sb  = new StringBuilder();
    sb.append(str1);
    sb.append("-");
    sb.append(str2);
    sb.append("-");
    sb.append(str3);
    sb.append("-");
    sb.append(str4);
    sb.append("-");
    sb.append(str5);
    return sb.toString();
}

public static String testStringBuilder2(String str1, String str2, String str3, String str4, String str5) {
    return new StringBuilder().
        append(str1).append("-").append(str2).append("-").append(str3).append("-").append(str4).append("-").append(str5).
        toString();
}

public static String testStringBuilder3(String str1, String str2, String str3, String str4, String str5) {
    return new StringBuilder(str1).append("-").append(str2).append("-").append(str3).append("-").append(str4).append("-").append(str5).toString();
}

public static String testStringBuilder4(String str1, String str2, String str3, String str4, String str5) {
    return str1 + "-" + str2 + "-" + str3 + "-" + str4 + "-" + str5;
}

public static String testStringBuilder5(String str1, String str2, String str3, String str4, String str5) {
    return new StringBuilder(160).
        append(str1).append("-").append(str2).append("-").append(str3).append("-").append(str4).append("-").append(str5).
        toString();
}

public static String testStringBuilder6(String str1, String str2, String str3, String str4, String str5) {
    StringBuffer   sb  = new StringBuffer();
    sb.append(str1);
    sb.append("-");
    sb.append(str2);
    sb.append("-");
    sb.append(str3);
    sb.append("-");
    sb.append(str4);
    sb.append("-");
    sb.append(str5);
    return sb.toString();
}

public static String testStringBuilder7(String str1, String str2, String str3, String str4, String str5) {
    return new StringBuffer().
        append(str1).append("-").append(str2).append("-").append(str3).append("-").append(str4).append("-").append(str5).
        toString();
}

public static String testStringBuilder8(String str1, String str2, String str3, String str4, String str5) {
    return new StringBuffer(str1).append("-").append(str2).append("-").append(str3).append("-").append(str4).append("-").append(str5).toString();
}

public static String testStringBuilder9(String str1, String str2, String str3, String str4, String str5) {
    return new StringBuffer(160).
        append(str1).append("-").append(str2).append("-").append(str3).append("-").append(str4).append("-").append(str5).
        toString();
}
}

时间容器:

package timings;

public class TimingContainer {
private int         iterations;
private String      label;
private TimingTest  timingTest;

public TimingContainer(int iterations, String label, TimingTest timingTest) {
    this.iterations = iterations;
    this.label      = label;
    this.timingTest = timingTest;
}

public void run() {
    long startTime  = System.nanoTime();
    for (int ctr = 0; ctr < iterations; ++ ctr) {
    timingTest.randomize();
    timingTest.run();
    }
    long    endTime = System.nanoTime();
    long    totalns = (endTime - startTime);
    System.out.println(label + ":" + (totalns / iterations));
}
}

更新:

计时测试:

package timings;

public abstract class TimingTest {
public abstract void run();
public void randomize() {}
}

Answer 1

差异在于我将 64 位 Java 7 与 32 位 Java 8 进行了比较(Spring Tool Suite 3.5.0 中的 Eclipse 显然不适用于 64 位 Java 8，这就是为什么我有32 位 Java 8 发行版)。

使用 64 位 Java 8 运行测试后，我得到了更合理的结果。

此外，我了解了JMH ，这对于编写和运行需要准确的微基准测试非常方便。