字符串拼接一般使用“+”，但是“+”不能满足大批量数据的处理，Java中有以下五种方法处理字符串拼接，各有优缺点，程序开发应选择合适的方法实现。

  1. 加号 “+”
  2. String contact() 方法
  3. StringUtils.join() 方法
  4. StringBuffer append() 方法
  5. StringBuilder append() 方法

> 经过简单的程序测试，从执行100次到90万次的时间开销如下表：


由此可以看出：

  1. 方法1 加号 “+” 拼接 和 方法2 String contact() 方法 适用于小数据量的操作，代码简洁方便，加号“+” 更符合我们的编码和阅读习惯；
  2. 方法3 StringUtils.join() 方法 适用于将ArrayList转换成字符串，就算90万条数据也只需68ms，可以省掉循环读取ArrayList的代码；
  3. 方法4 StringBuffer append() 方法 和 方法5 StringBuilder append() 方法 其实他们的本质是一样的，都是继承自AbstractStringBuilder，效率最高，大批量的数据处理最好选择这两种方法。
  4. 方法1 加号 “+” 拼接 和 方法2 String contact() 方法 的时间和空间成本都很高（分析在本文末尾），不能用来做批量数据的处理。

源代码，供参考

  1. package cnblogs.twzheng.lab2;
  3. /**
  4.  *
  5.  */
  6. import java.util.ArrayList;
  7. import java.util.List;
  9. import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
  11. public class TestString {
  13.     private static final int max = 100;
  15.     public void testPlus() {
  16.         System.out.println(">>> testPlus() <<<");
  18.         String str = "";
  20.         long start = System.currentTimeMillis();
  22.         for (int i = 0; i < max; i++) {
  23.             str = str + "a";
  24.         }
  26.         long end = System.currentTimeMillis();
  28.         long cost = end - start;
  30.         System.out.println("   {str + \"a\"} cost=" + cost + " ms");
  31.     }
  33.     public void testConcat() {
  34.         System.out.println(">>> testConcat() <<<");
  36.         String str = "";
  38.         long start = System.currentTimeMillis();
  40.         for (int i = 0; i < max; i++) {
  41.             str = str.concat("a");
  42.         }
  44.         long end = System.currentTimeMillis();
  46.         long cost = end - start;
  48.         System.out.println("   {str.concat(\"a\")} cost=" + cost + " ms");
  49.     }
  51.     public void testJoin() {
  52.         System.out.println(">>> testJoin() <<<");
  54.         long start = System.currentTimeMillis();
  56.         List<String> list = new ArrayList<String>();
  58.         for (int i = 0; i < max; i++) {
  59.             list.add("a");
  60.         }
  62.         long end1 = System.currentTimeMillis();
  63.         long cost1 = end1 - start;
  65.         StringUtils.join(list, "");
  67.         long end = System.currentTimeMillis();
  68.         long cost = end - end1;
  70.         System.out.println("   {list.add(\"a\")} cost1=" + cost1 + " ms");
  71.         System.out.println("   {StringUtils.join(list, \"\")} cost=" + cost
  72.                 + " ms");
  73.     }
  75.     public void testStringBuffer() {
  76.         System.out.println(">>> testStringBuffer() <<<");
  78.         long start = System.currentTimeMillis();
  80.         StringBuffer strBuffer = new StringBuffer();
  82.         for (int i = 0; i < max; i++) {
  83.             strBuffer.append("a");
  84.         }
  85.         strBuffer.toString();
  87.         long end = System.currentTimeMillis();
  89.         long cost = end - start;
  91.         System.out.println("   {strBuffer.append(\"a\")} cost=" + cost + " ms");
  92.     }
  94.     public void testStringBuilder() {
  95.         System.out.println(">>> testStringBuilder() <<<");
  97.         long start = System.currentTimeMillis();
  99.         StringBuilder strBuilder = new StringBuilder();
  101.         for (int i = 0; i < max; i++) {
  102.             strBuilder.append("a");
  103.         }
  104.         strBuilder.toString();
  106.         long end = System.currentTimeMillis();
  108.         long cost = end - start;
  110.         System.out
  111.                 .println("   {strBuilder.append(\"a\")} cost=" + cost + " ms");
  112.     }
  113. }

测试结果

  1. 执行100次， private static final int max = 100; 

    1. >>> testPlus() <<<
    2. {str + "a"} cost=0 ms
    3. >>> testConcat() <<<
    4. {str.concat("a")} cost=0 ms
    5. >>> testJoin() <<<
    6. {list.add("a")} cost1=0 ms
    7. {StringUtils.join(list, "")} cost=20 ms
    8. >>> testStringBuffer() <<<
    9. {strBuffer.append("a")} cost=0 ms
    10. >>> testStringBuilder() <<<
    11. {strBuilder.append("a")} cost=0 ms

  2. 执行1000次， private static final int max = 1000; 

    1. >>> testPlus() <<<
    2. {str + "a"} cost=10 ms
    3. >>> testConcat() <<<
    4. {str.concat("a")} cost=0 ms
    5. >>> testJoin() <<<
    6. {list.add("a")} cost1=0 ms
    7. {StringUtils.join(list, "")} cost=20 ms
    8. >>> testStringBuffer() <<<
    9. {strBuffer.append("a")} cost=0 ms
    10. >>> testStringBuilder() <<<
    11. {strBuilder.append("a")} cost=0 ms

  3. 执行1万次， private static final int max = 10000; 

    1. >>> testPlus() <<<
    2. {str + "a"} cost=150 ms
    3. >>> testConcat() <<<
    4. {str.concat("a")} cost=70 ms
    5. >>> testJoin() <<<
    6. {list.add("a")} cost1=0 ms
    7. {StringUtils.join(list, "")} cost=30 ms
    8. >>> testStringBuffer() <<<
    9. {strBuffer.append("a")} cost=0 ms
    10. >>> testStringBuilder() <<<
    11. {strBuilder.append("a")} cost=0 ms

  4. 执行10万次， private static final int max = 100000; 

    1. >>> testPlus() <<<
    2. {str + "a"} cost=4198 ms
    3. >>> testConcat() <<<
    4. {str.concat("a")} cost=1862 ms
    5. >>> testJoin() <<<
    6. {list.add("a")} cost1=21 ms
    7. {StringUtils.join(list, "")} cost=49 ms
    8. >>> testStringBuffer() <<<
    9. {strBuffer.append("a")} cost=10 ms
    10. >>> testStringBuilder() <<<
    11. {strBuilder.append("a")} cost=10 ms

  5. 执行20万次， private static final int max = 200000; 

    1. >>> testPlus() <<<
    2. {str + "a"} cost=17196 ms
    3. >>> testConcat() <<<
    4. {str.concat("a")} cost=7653 ms
    5. >>> testJoin() <<<
    6. {list.add("a")} cost1=20 ms
    7. {StringUtils.join(list, "")} cost=51 ms
    8. >>> testStringBuffer() <<<
    9. {strBuffer.append("a")} cost=20 ms
    10. >>> testStringBuilder() <<<
    11. {strBuilder.append("a")} cost=16 ms

  6. 执行50万次， private static final int max = 500000; 

    1. >>> testPlus() <<<
    2. {str + "a"} cost=124693 ms
    3. >>> testConcat() <<<
    4. {str.concat("a")} cost=49439 ms
    5. >>> testJoin() <<<
    6. {list.add("a")} cost1=21 ms
    7. {StringUtils.join(list, "")} cost=50 ms
    8. >>> testStringBuffer() <<<
    9. {strBuffer.append("a")} cost=20 ms
    10. >>> testStringBuilder() <<<
    11. {strBuilder.append("a")} cost=10 ms

  7. 执行90万次， private static final int max = 900000; 

    1. >>> testPlus() <<<
    2. {str + "a"} cost=456739 ms
    3. >>> testConcat() <<<
    4. {str.concat("a")} cost=186252 ms
    5. >>> testJoin() <<<
    6. {list.add("a")} cost1=20 ms
    7. {StringUtils.join(list, "")} cost=68 ms
    8. >>> testStringBuffer() <<<
    9. {strBuffer.append("a")} cost=30 ms
    10. >>> testStringBuilder() <<<
    11. {strBuilder.append("a")} cost=24 ms

查看源代码，以及简单分析

String contact 和 StringBuffer，StringBuilder 的源代码都可以在Java库里找到，有空可以研究研究。

  1. 其实每次调用contact()方法就是一次数组的拷贝，虽然在内存中是处理都是原子性操作，速度非常快，但是，最后的return语句会创建一个新String对象，限制了concat方法的速度。 

    1. public String concat(String str) {
    2.     int otherLen = str.length();
    3.     if (otherLen == 0) {
    4.         return this;
    5.     }
    6.     int len = value.length;
    7.     char buf[] = Arrays.copyOf(value, len + otherLen);
    8.     str.getChars(buf, len);
    9.     return new String(buf, true);
    10. }

  2. StringBuffer 和 StringBuilder 的append方法都继承自AbstractStringBuilder，整个逻辑都只做字符数组的加长，拷贝，到最后也不会创建新的String对象，所以速度很快，完成拼接处理后在程序中用strBuffer.toString()来得到最终的字符串。 

    1. /**
    2.  * Appends the specified string to this character sequence.
    3.  * <p>
    4.  * The characters of the {@code String} argument are appended, in
    5.  * order, increasing the length of this sequence by the length of the
    6.  * argument. If {@code str} is {@code null}, then the four
    7.  * characters {@code "null"} are appended.
    8.  * <p>
    9.  * Let <i>n</i> be the length of this character sequence just prior to
    10.  * execution of the {@code append} method. Then the character at
    11.  * index <i>k</i> in the new character sequence is equal to the character
    12.  * at index <i>k</i> in the old character sequence, if <i>k</i> is less
    13.  * than <i>n</i>; otherwise, it is equal to the character at index
    14.  * <i>k-n</i> in the argument {@code str}.
    15.  *
    16.  * @param   str   a string.
    17.  * @return  a reference to this object.
    18.  */
    19. public AbstractStringBuilder append(String str) {
    20.     if (str == null) str = "null";
    21.     int len = str.length();
    22.     ensureCapacityInternal(count + len);
    23.     str.getChars(0, len, value, count);
    24.     count += len;
    25.     return this;
    26. }
    27. /**
    28.  * This method has the same contract as ensureCapacity, but is
    29.  * never synchronized.
    30.  */
    31. private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) {
    32.     // overflow-conscious code
    33.     if (minimumCapacity - value.length > 0)
    34.         expandCapacity(minimumCapacity);
    35. }
    37. /**
    38.  * This implements the expansion semantics of ensureCapacity with no
    39.  * size check or synchronization.
    40.  */
    41. void expandCapacity(int minimumCapacity) {
    42.     int newCapacity = value.length * 2 + 2;
    43.     if (newCapacity - minimumCapacity < 0)
    44.         newCapacity = minimumCapacity;
    45.     if (newCapacity < 0) {
    46.         if (minimumCapacity < 0) // overflow
    47.             throw new OutOfMemoryError();
    48.         newCapacity = Integer.MAX_VALUE;
    49.     }
    50.     value = Arrays.copyOf(value, newCapacity);
    51. }

  3. 字符串的加号“+” 方法， 虽然编译器对其做了优化，使用StringBuilder的append方法进行追加，但是每循环一次都会创建一个StringBuilder对象，且都会调用toString方法转换成字符串，所以开销很大。
    注：执行一次字符串“+”,相当于 str = new StringBuilder(str).append(“a”).toString();

  4. 本文开头的地方统计了时间开销，根据上述分析再想想空间的开销。常说拿空间换时间，反过来是不是拿时间换到了空间呢，但是在这里，其实时间是消耗在了重复的不必要的工作上（生成新的对象，toString方法），所以对大批量数据做处理时，加号“+” 和 contact 方法绝对不能用，时间和空间成本都很高。