几种toString的性能对比
简介
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。“。ide（idea、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)
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)
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)
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)
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) 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) public string tostring() { return reflectiontostringbuilder.tostring(this); } // average performance with jmh (ops/s) // (min, avg, max) = (14172,485, 23204,479, 30754,901)
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）：
202209222331368601.png
jmh结果
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)); } }
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。
+的string concat与string builder有可能有同样的性能
奇怪的是，带有+的string concat与string builder花费几乎相同的时间
这个其中的原因就是编译器做了一些优化产生的，编译时，javac用stringbuilder替换串联。
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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)
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)
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)
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)
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) 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) public string tostring() { return reflectiontostringbuilder.tostring(this); } // average performance with jmh (ops/s) // (min, avg, max) = (14172,485, 23204,479, 30754,901)
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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。
+的string concat与string builder有可能有同样的性能
奇怪的是，带有+的string concat与string builder花费几乎相同的时间
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