Java CLI 应用程序性能优化：使用 StringBuilder

Question

Java CLI 应用程序性能优化：使用 StringBuilder

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总体:
我正在编写一个套接字客户端，从某个服务器端（远程服务器）一直接收“市场”数据/报价（永不停歇的循环）。
我将数据分成块，以便使用。
每个块包含约200个字符，并需要转换为数组。
在将块分割后，它被解析为列表（这里没有问题）。

问题：
运行10分钟后，CPU使用率达到40%。
我已经成功地找出了问题所在。
每个块都需要转换为json。
因此，现在给出实际执行有问题的代码。
此代码每300-400毫秒执行一次。
跳过此代码将使整个系统的CPU使用率保持在1％-2％。

注意：
我已阅读此线程，但我没有看到任何解决方案。
在循环中重用StringBuilder是否更好？

代码：

private static StringBuffer jsonVal = new StringBuffer();

    public static String toJson(List<QuotesData> quotesData) {
        // Empty variable
        jsonVal.delete(0, jsonVal.length());
        jsonVal.append("{");
        synchronized (quotesData) {
            for (QuotesData quote : quotesData) {

                jsonVal.append("\"").append(quote.getSymbol()).append("\":[{");
                jsonVal.append("\"ask\":\"").append(quote.getAsk()).append(
                        "\",");
                jsonVal.append("\"bid\":\"").append(quote.getBid()).append(
                        "\",");
                jsonVal.append("\"time\":\"").append(quote.getDateTime())
                        .append("\"}],");

            }
            jsonVal.append("}");
            String returnString = jsonVal.toString();
            return returnString.toString().replace("}],}", "}]}");
        }
    }

- fatnjazzy

你使用StringBuffer而不是StringBuilder（标题相反）的原因是什么？你在这个级别进行同步操作吗？ - leonbloy

4个回答

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好的，看起来这是一个经典的过度优化案例。对象创建并不那么昂贵，你不需要重写同样的字符串缓冲区，特别是如果每300-400毫秒调用一次。

我将尝试解决每种可能的情况：

指数增长

上述代码被分配给一个新线程，每300毫秒执行一次，但列表很大，需要超过300毫秒才能序列化。如果是这种情况，你基本上会耗尽资源，应用程序崩溃只是时间问题。如果是这种情况，你应该看到CPU不断上升。解决方案如下：

限制可以同时运行的线程数量，以避免杀死应用程序
同时构建json对象并合并结果，使构建单个json所需的时间少于300ms。

加速好的，列表无法克隆，我假设这意味着它实际上不是一个列表，而是作为列表接口实现的某种队列。因此，在保持同步的情况下，我会这样做：

public static final int JSON_LENGTH = 250; //you probably know this

public static String toJson(final List<QuotesData> quotesData) {
    jsonVal = new StringBuilder(JSON_LENGTH * quotesData.size());
    jsonVal.append("{");
    synchronized (quotesData) {
        for (QuotesData quote : quotesData) {

            jsonVal.append("\"").append(quote.getSymbol()).append("\":[{")
            .append("\"ask\":\"").append(quote.getAsk()).append("\",")
            .append("\"bid\":\"").append(quote.getBid()).append("\",")
            .append("\"time\":\"").append(quote.getDateTime()).append("\"}],");

        }
        // much much faster than replace
        jsonVal.setCharAt(jsonVal.length()-1, '}');
        return jsonVal.toString();
    }
}

大部分的更改都是表面上的，我相信JIT已经对它们进行了优化。唯一的区别是我会使用StringBuilder并每次创建一个新的，而不是使用.replace()。但为了进一步强调我的观点，除非你符合第一个描述（指数增长），否则我怀疑问题不在这里。我会首先查看您的列表实现。

- Asaf

Asaf，谢谢...似乎没有什么帮助。我甚至尝试在线程池中执行它... 有趣的是，我在PHP中有相同的代码，它可以更快地长时间运行，而且没有CPU问题... 无论如何，谢谢。 - fatnjazzy

0

几个建议：

对代码进行分析，它应该会显示热点。
使用 StringBuilder 而不是 StringBuffer。 StringBuffer 是同步的，StringBuilder 不是。
synchronized 语句真的需要吗？如果不需要，请尝试将其删除。
toString() 在返回语句中不需要。您可以将其删除。
修改代码，使您不需要在最后使用 replace() 方法，如果 returnString 很长，这可能会很昂贵。
尝试在循环之前创建一个新的 StringBuffer 对象，而不是清除旧对象。
尝试返回字符串的 interned 值，即 return returnString.intern()

- Juha Syrjälä

是的，这是一个线程安全的区域...但我还是尝试了一下...没有任何改变。 - fatnjazzy

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我猜StringBuilder一直在调整大小。有多少quotesData？我建议你在for循环之前创建一个具有大小的StringBuilder：

StringBuffer jsonVal = new StringBuffer(quotesData.size()*200); //the 200 is on top of my head. Do a few loop to see what is the average length of a QuotesData.

顺便问一下，你考虑过使用 StringBuilder 吗？它与 StringBuffer 相同，但没有线程安全的开销（StringBuffer 是同步的，而 StringBuilder 不是）。

- Thierry Roy

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

- Jonathon Faust · Accepted Answer

首先，我建议使用JProfiler或JConsole，它们都包含在JDK6中，以精确定位性能问题所在。

如果不知道CPU使用情况，我会避免使用“synchronized”。我怀疑“append”不是问题所在。还要清理掉局部静态变量“jsonVal”。

public static String toJson(final List<QuotesData> quotesData) {
    final List<QuotesData> theData = new ArrayList<QuotesData>(quotesData);
    StringBuffer jsonVal = new StringBuffer();
    jsonVal.append("{");
    for (QuotesData quote : quotesData) {
        jsonVal.append("\"").append(quote.getSymbol()).append("\":[{");
        jsonVal.append("\"ask\":\"").append(quote.getAsk()).append(
                "\",");
        jsonVal.append("\"bid\":\"").append(quote.getBid()).append(
                "\",");
        jsonVal.append("\"time\":\"").append(quote.getDateTime())
               .append("\"}],");

    }
    jsonVal.append("}");
    String returnString = jsonVal.toString();
    return returnString.toString().replace("}],}", "}]}");
}

考虑使用像Gson这样的JSON库。代码变得更简单。如果需要，您可以调整输出：

private static final Gson gson = new Gson();
public static String toJson(final List<QuotesData> quotesData) {
    return gson.toJson(new ArrayList<QuoteData>(quotesData));
}