Golang字符串拼接的性能以及原理詳解
1.字符串高效拼接
在go語(yǔ)言中，字符串（string）是不可變的，因此字符串之間的拼接實(shí)際上是創(chuàng)建了一個(gè)新的字符串。如果頻繁的進(jìn)行字符串拼接，那將會(huì)對(duì)性能產(chǎn)生嚴(yán)重的影響！
1.1常見(jiàn)的拼接方式
（1）使用 +
func plusConcat(n int, str string) string {
s := ""
for i := 0; i < n; i++ {
s += str
}
return s
}（2）使用fmt.Sprintf
func sprintfConcat(n int, str string) string {
s := ""
for i := 0; i < n; i++ {
s = fmt.Sprintf("%s%s", s, str)
}
return s
}(3) 使用strings.Builder
func builderConcat(n int, str string) string {
var builder strings.Builder
for i := 0; i < n; i++ {
builder.WriteString(str)
}
return builder.String()
}(4) 使用bytes.Buffer
func bufferConcat(n int, str string) string {
buffer := new(bytes.Buffer)
for i := 0; i < n; i++ {
buffer.WriteString(str)
}
return buffer.String()
}(5) 使用[] byte
func byteConcat(n int, str string) string {
buf := make([]byte, 0, n*len(str))
for i := 0; i < n; i++ {
buf = append(buf, str...)
}
return string(buf)
}1.2使用benchmark進(jìn)行性能對(duì)比
測(cè)試代碼：
const letterBytes = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"
func randomString(n int) string {
b := make([]byte, n)
for i := range b {
b[i] = letterBytes[rand.Intn(len(letterBytes))]
}
return string(b)
}
func benchmark(b *testing.B, f func(int, string) string) {
var str = randomString(10)
for i := 0; i < b.N; i++ {
f(10000, str)
}
}
func BenchmarkPlusConcat(b *testing.B) { benchmark(b, plusConcat) }
func BenchmarkSprintfConcat(b *testing.B) { benchmark(b, sprintfConcat) }
func BenchmarkBuilderConcat(b *testing.B) { benchmark(b, builderConcat) }
func BenchmarkBufferConcat(b *testing.B) { benchmark(b, bufferConcat) }
func BenchmarkByteConcat(b *testing.B) { benchmark(b, byteConcat) }
測(cè)試結(jié)果：
$ go test -bench="Concat$" -benchmem .
goos: darwin
goarch: amd64
pkg: example
BenchmarkPlusConcat-8 19 56 ms/op 530 MB/op 10026 allocs/op
BenchmarkSprintfConcat-8 10 112 ms/op 835 MB/op 37435 allocs/op
BenchmarkBuilderConcat-8 8901 0.13 ms/op 0.5 MB/op 23 allocs/op
BenchmarkBufferConcat-8 8130 0.14 ms/op 0.4 MB/op 13 allocs/op
BenchmarkByteConcat-8 17379 0.07 ms/op 0.2 MB/op 2 allocs/op
PASS
ok example 8.627s
總結(jié)： 通過(guò)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)fmt.sprintf()和+的性能最低，和其他方法相比，性能低了差不多1000倍，且占用內(nèi)存也比其他方法高了1000倍；而其他三者的性能和占用內(nèi)存相差不多；性能最高的方法是[]byte，因?yàn)樘崆胺峙淞俗銐虻膬?nèi)存，所以拼接是不會(huì)進(jìn)行字符串的拷貝與內(nèi)存的重新分配，固效果最佳。
1.3字符串拼接最終建議
綜合易用性和性能，一般推薦使用 strings.Builder 來(lái)拼接字符串。
官方解釋?zhuān)?/strong>
A Builder is used to efficiently build a string using Write methods.
It minimizes memory copying.
如果對(duì) strings.Builder 進(jìn)行內(nèi)存預(yù)分配，性能還可以再次提升?？梢允褂肎row()來(lái)對(duì)內(nèi)存進(jìn)行預(yù)分配。
如：
func builderConcat(n int, str string) string {
var builder strings.Builder
builer.Grow(n*len(str))
for i := 0; i < n; i++ {
builder.WriteString(str)
}
return builder.String()
}2.性能背后的原理
2.1 比較 strings.Builder和 +
strings.Builder 和 + 性能和內(nèi)存消耗差距如此巨大，是因?yàn)閮烧叩膬?nèi)存分配方式不一樣。
- 字符串在 Go 語(yǔ)言中是不可變類(lèi)型，占用內(nèi)存大小是固定的，當(dāng)使用
+拼接 2 個(gè)字符串時(shí)，生成一個(gè)新的字符串，那么就需要開(kāi)辟一段新的空間，新空間的大小是原來(lái)兩個(gè)字符串的大小之和。拼接第三個(gè)字符串時(shí)，再開(kāi)辟一段新空間，新空間大小是三個(gè)字符串大小之和，以此類(lèi)推。假設(shè)一個(gè)字符串大小為 10 byte，拼接 1w 次，需要申請(qǐng)的內(nèi)存大小為：
10 + 2 * 10 + 3 * 10 + … + 10000 * 10 byte = 500 MB
- 而
strings.Builder、bytes.Buffer，包括切片[]byte的內(nèi)存是以倍數(shù)申請(qǐng)的。例如，初始大小為 0，當(dāng)?shù)谝淮螌?xiě)入大小為 10 byte 的字符串時(shí)，則會(huì)申請(qǐng)大小為 16 byte 的內(nèi)存（恰好大于 10 byte 的 2 的指數(shù)），第二次寫(xiě)入 10 byte 時(shí)，內(nèi)存不夠，則申請(qǐng) 32 byte 的內(nèi)存，第三次寫(xiě)入內(nèi)存足夠，則不申請(qǐng)新的，以此類(lèi)推。在實(shí)際過(guò)程中，超過(guò)一定大小，比如 2048 byte 后，申請(qǐng)策略上會(huì)有些許調(diào)整。
2.2 比較 strings.Builder 和 bytes.Buffer
strings.Builder和 bytes.Buffer 底層都是 []byte 數(shù)組，但 strings.Builder 性能比 bytes.Buffer 略快約 10% 。一個(gè)比較重要的區(qū)別在于，bytes.Buffer轉(zhuǎn)化為字符串時(shí)重新申請(qǐng)了一塊空間，存放生成的字符串變量，而 strings.Builder 直接將底層的[]byte轉(zhuǎn)換成了字符串類(lèi)型返回了回來(lái)。
總結(jié)
到此這篇關(guān)于Golang字符串拼接的性能以及原理詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Golang字符串拼接性能內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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