Java中如何通过标准输出提高输出速度？

Question

Java中如何通过标准输出提高输出速度？

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在一个在线编程竞赛中，我需要通过标准输出输出多达50,000行的内容，并在1秒内完成（此外还需读取多达200,000个整数对，我使用了缓冲区）。我的逻辑似乎是正确的，但我一直因为超过1秒运行时间而被拒绝提交。我简化了我的代码逻辑，只输出一个常量字符串，但仍然超过了时间限制。 有没有比每行输出使用 System.out.println(String s) 更快的输出方式？

- Tozar

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如果这是一场比赛，你不应该在网上征求帮助，对吗？ - Hovercraft Full Of Eels

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哈哈，没关系。这个比赛早就结束了。这是一个在线评测问题，我解决它只能获得一些荣誉分数。我只是提到它是为了给问题一些背景，以解释为什么我需要这样做。 - Tozar

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如果您尝试通过StringBuilder创建一个大型多行字符串并将其打印出来，会发生什么？您已经自己测试过这个过程的时间了吗？ - Hovercraft Full Of Eels

@Hovercraft 已经可以工作了，我之前以为我试过了，但可能是我做错了什么。你能回答一下这个问题吗？这样我就可以给你点赞了。 - Tozar

4个回答

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如上所述，解决方案是使用StringBuilder类构建您的String，然后使用StringBuilder.toString()方法获取结果。
您应该自行测试此功能。

- Hovercraft Full Of Eels

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很可能你没有使用足够的缓冲区。如果你写入System.out，它会自动刷新每一行，因此在写入之前将几行分组可以添加一些缓冲。更好的方法是使用适当的缓冲区。

使用StringBuffer有一个固有的成本，即增长缓冲区。

long start = System.nanoTime();
 StringBuilder sb = new StringBuilder();
for(long i=0;i<50*1000;i++)
  sb.append("Hello World!\n");
System.out.print(sb);
long time = System.nanoTime() - start;
System.err.printf("Took %d ms%n", time/1000000);

打印

Took 30 ms.

然而在Linux上，如果你知道stdout是一个文件，你可以直接向其写入内容。

long start = System.nanoTime();
String processId = ManagementFactory.getRuntimeMXBean().getName().split("@")[0];
FileOutputStream out = new FileOutputStream("/proc/" + processId + "/fd/1");
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(out);
final byte[] str = "Hello World!\n".getBytes();
for (long i = 0; i < 50 * 1000; i++) {
  bos.write(str);
}
bos.close();
long time = System.nanoTime() - start;
System.err.printf("Took %d ms%n", time/1000000);

打印

Took 9 ms.

然而，您必须小心地优化代码的数量，因为您可能会打破基准测试的隐含规则并且无法得到批准。 ;)

- Peter Lawrey

直接使用stdout确实有一定的优点，但在这种情况下为什么要使用Java呢？不如选择C，而不是使用依赖于平台的Java。 - Marius Burz

你不必像第二个例子那样极端。你只需要缓冲System.out并向其写入字节即可。即使在廉价笔记本电脑上，时间非常快，几乎没有影响。 - Peter Lawrey

缓冲输出似乎是最好的选择，这也是我推荐的，请参见我的答案。 - Marius Burz

我认为你建议使用StringBuilder，它类似于缓冲，但更明显的选择可能是BufferedOutputStream。 - Peter Lawrey

在我的机器上，通过使用标准缓冲区为8K的BufferedOutputStream缓冲System.out需要大约60毫秒，而使用100000字节的缓冲区只需要大约24毫秒（每行看起来像“l\n”，50k行）。因此，是的，缓冲输出流可以非常快，比我的方法（~50ms）更快，只要使用适当的缓冲区。谢谢！ - Marius Burz

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这也取决于底层操作系统。如果我是你，我会直接写入文件，这样速度更快。

如果你不能这样做，并且你的应用程序在具有阻塞控制台输出（而不是非阻塞控制台输出）的操作系统上运行，那么你可以从编写自己的异步记录器中受益。例如，Log4j有实现此功能的记录器。

基本上，您将拥有一个执行器服务，您可以向其中提交字符串，让它写入控制台。当该线程正在写入时，您的原始工作线程将继续工作，从而减少等待消息刷新的损失。

控制台输出也得到更好的利用，因为在完成刷新时，新消息已经准备好了。

这样，您可能能够增加吞吐量。

- Enno Shioji

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- Marius Burz · Accepted Answer

我会使用单个System.out.print调用（或者尽可能少的调用，可以通过基准测试找到最佳方案），如下所示：

```java System.out.print("要输出的内容"); ```

String str = "line1\nline2\nline3\n ...";
System.out.print(str);

编辑：

    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    for (int i = 0; i < 500000; i++) {
        sb.append(i).append("\n");
    }
    String str = sb.toString();
    long nt = System.nanoTime();
    System.out.print(str);
    nt = System.nanoTime() - nt;
    System.out.print("\nTime(ms): " + (double)nt / 1000000);

sb.toString()不是一个免费的操作。

在我的笔记本上，以上操作需要大约650ms（使用500,000而不是请求的50,000）。

编辑2：如果填充时间很重要，则可以使用其他两个技巧：

construct the StringBuilder with a sufficient capacity

don't append for every line (the code below appends 200 lines every time, for this it uses a temp sb1); only possible if every line can have the same content. Enjoy.

long nt = System.nanoTime();
StringBuilder sb1 = new StringBuilder(400);
for (int i = 0; i < 200; i++) {
    sb1.append("l").append("\n");
}
String strSb1 = sb1.toString();

StringBuilder sb = new StringBuilder(1000000);
for (int i = 0; i < 2500; i++) {
    sb.append(strSb1);
}

System.out.print(sb.toString());
nt = System.nanoTime() - nt;
System.out.print("\nTime(ms): " + (double)nt / 1000000);

在我的情况下，大约需要500毫秒。