采用池化的思想替换StringBuffer的使用

最新推荐文章于 2025-04-19 21:35:33 发布

IamLsz

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分类专栏： java

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/imlsz/article/details/38520891

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本文探讨了StringBuffer类的高效实现原理，通过分析其关键代码，揭示了StringBuffer如何利用缓冲思想优化字符串拼接操作。进一步介绍了自定义CharArrayBuffer类及缓冲池技术的应用，旨在减少内存分配开销并提高性能。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

大家对StringBuffer的第一个印象就是，用stringbuffer.append(xxxx)替换string+=xxx会更高效。

        String str = "";
        str += "xxx";//new多了一个String对象
        
        
        StringBuffer sbf = new StringBuffer();
        sbf.append("xxx");//原来的StringBuffer对象

OK，我们接下来看一下append的实现，该方法由StringBuffer的父类AbstractStringBuilder实现。

 public AbstractStringBuilder append(String str) {
        if (str == null) str = "null";
        int len = str.length();
        ensureCapacityInternal(count + len);//关键1
        str.getChars(0, len, value, count);//关键2
        count += len;
        return this;
    }

我们看到append代码最关键的其实只是两句话，分别是上面的关键1

   /**
     * This method has the same contract as ensureCapacity, but is
     * never synchronized.
     */
    private void ensureCapacityInternal(int minimumCapacity) {
        // overflow-conscious code
        if (minimumCapacity - value.length > 0)
            expandCapacity(minimumCapacity);
    }

    /**
     * This implements the expansion semantics of ensureCapacity with no
     * size check or synchronization.
     */
    void expandCapacity(int minimumCapacity) {http://product.suning.com/106010784.html#unknown
        int newCapacity = value.length * 2 + 2;
        if (newCapacity - minimumCapacity < 0)
            newCapacity = minimumCapacity;
        if (newCapacity < 0) {
            if (minimumCapacity < 0) // overflow
                throw new OutOfMemoryError();
            newCapacity = Integer.MAX_VALUE;
        }
        value = Arrays.copyOf(value, newCapacity);
    }

关键1的代码很多，但是我们可以看到，其实很简单，就是value作为一个char数组，然后每次有新的内容加入就检测char数组value的长度是否足够，不够的话就按照一定的策略进行扩充（具体的可以参考ArrayList和HashMap的代码）。

由这里，我们可以知道，因为每次append都是追加到value这个数组，而不是重新初始化对象，所以，和+=string这种形式的通过new String的追加是不同的。从StringBuffer这个名字，我们也可以看出，是采用了缓冲的思想，但是我觉得它缓冲的不够彻底，因为时不时总是要重新调整数组生成。

在这里，我也实现了一个CharArrayBuffer的类，用来作为缓冲。

/**
 * Created by lsz on 2014/8/12.
 */
public class CharArrayBuffer {
    private static final int BUFSIZE = 1024*1024*2;//这里具体的大小看业务场景
    private char[] buf = new char[BUFSIZE];
    private int count = 0;
    public void append(char c){
         buf[count] = c;
         count++;
    }
    public String toString(){
        return new String(buf,0,count);
    }
    public void clean(){
        count = 0;
    }
}

看到这个实现，这个类比StringBuffer少了一个要不断扩充的value数组的机制，但是更坑爹的两个问题，一个是BUFSIZE是固定的，如果越出怎么办，另外不停得new，并不是所有的buf都要那么大的，是不是很浪费。这里，我要解释下，其中BUFSIZE固定是因为上面说了，要根据业务内容来评估大小，比如保持一张网页的内容，肯定足够的。另外，空间浪费的问题，就是今天的重点，采用池化的思想来管理这些对象。

池化是一个很经典的，用空间来换时间的思想（减少浪费和不停初始化的时间）。其中，连接池、对象池、缓冲池都是具体的表现。接下来我会实现一个简单的池，采用栈实现。

import sun.org.mozilla.javascript.internal.Synchronizer;

import java.util.concurrent.BlockingDeque;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingDeque;

/**
 * Created by lsz on 2014/8/12.
 */
public class BufferPool {
    private static Long lock = 0l;
    private static BlockingDeque<CharArrayBuffer> bDeque = null;
    public  static CharArrayBuffer get(){
        if(bDeque == null) {
            synchronized(lock){
                if(bDeque == null){
                    bDeque = new LinkedBlockingDeque<CharArrayBuffer>(50);
                    for(int i = 0;i<50;i++){
                        try {
                            bDeque.putFirst(new CharArrayBuffer());
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            }
        }
        try {
            return bDeque.takeFirst();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }
    public static void returnPool(CharArrayBuffer buf){
        try {
            buf.clean();
            bDeque.putFirst(buf);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

简简单单写的，可能有什么遗漏。。。实现了最简单的“池”。通过get和returnPool就可以得到和返回池里面继续待用。