可复用字符串生成器 - StrBuilder

简介

在 JDK 中，StringBuilder 是拼接字符串的常用工具，能够有效提高字符串拼接的效率。然而，每次构建新的字符串都需要重新创建 StringBuilder 对象，这样会导致性能损耗和内存浪费。为了解决这个问题，Hutool 提供了可复用的 StrBuilder，可以通过 reset 方法重置构建器，而不需要重新创建对象，从而提高性能。

1. 使用场景

• 高频字符串拼接：在需要频繁进行字符串拼接操作时，使用 StrBuilder 可以有效减少内存开销和提高性能。
• 重复使用构建器：在多次生成不同的字符串时，避免每次都重新创建对象，可以使用 StrBuilder 重复利用同一个对象。

2. 主要方法

2.1 字符串拼接与重置

StrBuilder 提供了与 StringBuilder 类似的字符串拼接功能，并增加了 reset 方法，可以将构建器重置为初始状态，而不需要重新创建对象。

示例：字符串拼接与重置

import cn.hutool.core.text.StrBuilder;

public class StrBuilderExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建 StrBuilder 对象
        StrBuilder builder = StrBuilder.create();
        
        // 拼接字符串
        builder.append("aaa").append("你好").append('r');
        System.out.println("拼接结果: " + builder.toString());
        // 输出结果: aaa你好r

        // 重置构建器
        builder.reset();

        // 重新拼接字符串
        builder.append("新的字符串").append(123);
        System.out.println("重置后拼接结果: " + builder.toString());
        // 输出结果: 新的字符串123
    }
}

• 方法签名：
  • StrBuilder create()：创建一个新的 StrBuilder 对象。
  • StrBuilder append(String str)：向构建器中添加字符串。
  • StrBuilder append(char c)：向构建器中添加字符。
  • StrBuilder reset()：重置构建器，使其可以重新使用，而不需要重新创建对象。
• 参数说明：
  • str: 要拼接的字符串。
  • c: 要拼接的字符。
• 返回值：StrBuilder，可以继续链式调用进行字符串拼接。
• 作用：在需要高效拼接字符串且多次重复使用构建器的场景中，StrBuilder 提供了更优的性能表现。
• 实际开发场景：在处理需要频繁生成和拼接大量字符串的任务时，例如日志生成、动态 SQL 构建等场景，使用 StrBuilder 可以显著减少内存分配次数并提高性能。

2.2 多次构建字符串的性能测试

通过模拟创建 100 万次字符串的场景，对比 StringBuilder 和 StrBuilder 的性能。

示例：性能对比

import cn.hutool.core.date.DateUtil;
import cn.hutool.core.date.TimeInterval;
import cn.hutool.core.text.StrBuilder;

public class PerformanceTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 测试 StringBuilder
        TimeInterval timer1 = DateUtil.timer();
        StringBuilder builder1 = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            builder1.append("test");
            builder1 = new StringBuilder(); // 每次都重新创建对象
        }
        System.out.println("StringBuilder 耗时: " + timer1.interval() + " ms");

        // 测试 StrBuilder
        TimeInterval timer2 = DateUtil.timer();
        StrBuilder builder2 = StrBuilder.create();
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            builder2.append("test");
            builder2.reset(); // 复用同一个对象
        }
        System.out.println("StrBuilder 耗时: " + timer2.interval() + " ms");
    }
}

• 测试结果：

StringBuilder: 39 ms
StrBuilder   : 20 ms

• 说明：在高频率的字符串拼接与重置操作中，StrBuilder 的性能几乎是 StringBuilder 的两倍，尤其是在需要重复使用构建器的场景下，StrBuilder 通过复用内存极大地提高了效率。

3. 实际应用场景

• 高频字符串拼接：例如在构建动态 SQL 或复杂的日志信息时，StrBuilder 可以有效提高拼接效率。
• 批量生成数据：在需要生成大量类似数据的场景下，通过 StrBuilder 可以避免频繁的对象创建和销毁。

4. 注意事项

• StrBuilder 的使用与 StringBuilder 非常类似，但在需要多次重用构建器时，StrBuilder 通过 reset 方法实现了更高效的内存管理。
• 在需要拼接非常大量的数据时，StrBuilder 的性能优势更加明显，建议在多次拼接和重用的场景中优先使用。