誰在關心toString的性能？

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來源：ImportNew - 無名俠女譚

誰在關心toString的性能？沒有人！除非當你有大量的數據在批量處理，使用toString產生了許多日誌。然後，你去調查為何如此之慢，才意識到大部分的toString方法使用的是introspection，它其實是可以被優化的。

不過，首先讓我們一起看看Javadoc回憶下Object.toString應當做什麼：「返回該對象的字元串表示，該結果必須簡明但表述詳實易懂。建議所有子類重寫該方法」。這裡最有趣的就是「簡明」和「詳實」。我們所鍾愛的IDE們常常為我們生成equals/hashcode/toString這些方法，且我們通常不再去管它們。此外，這些IDE們提供了許多方式來生成我們自己的toString：字元串連接（使用+號）、StringBuffer、StringBuilder、ToStringBuilder（Commons Lang 3）、 ReflectionToStringBuilder (Commons Lang 3)、Guava或者Objects.toString……該選哪一個？

如果你想知道哪種toString的實現方式會更高效，不要去猜測，而是去測試！這時你需要用到JMH。我曾在博客上寫過有關它的

文章

，所以這裡不再細談JMH如何工作的細節。

http://antoniogoncalves.org/2015/01/15/micro-benchmarking-with-jmh-measure-dont-guess/

在該基準測試中，我創建了一個複雜的對象圖（使用繼承、集合等等），而且我使用到了由IDE生成的所有不同toString的實現方式，來看看哪一種性能更好。就一條經驗法則：簡潔。無論你使用哪種技術（如下），為一些屬性或者所有屬性（包括繼承、依賴或者集合）生成toSting，對性能會有巨大的影響。

用 + 連接字元串

讓我們先從最高效的方法開始：用 + 連接字元串。曾經這種被認為是邪惡的使用方式（「不要用 + 連接字元串！！！」），已變得很酷且高效！如今JVM編譯器（大部分時候）會把 + 編譯成一個string builder。所以，不用猶豫，用它就是了。唯一的缺點是null值不會被處理，你需要自己來處理它。

看看下面註解中使用JMH統計出來的平均性能。

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)

// 使用JMH測出來的平均性能

// (最小, 平均, 最大) = (140772,314, 142075,167, 143844,717)

用Objects.toString連接字元串

Java SE 7帶來了Objects類和它的一些靜態方法。Objects.toString的優點是它可以處理null值，甚至可以給null設置默認值。其性能與上一個相比略低，但是null值可以被處理：

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)

// 使用JMH測出來的平均性能

// (最小, 平均, 最大) = (138790,233, 140791,365, 142031,847)

StringBuilder

另一種技術是使用StringBuilder。很難講清哪一種技術性能更好。如我前面所說，我已經使用了複雜的對象圖（att1、 att2和att3變數的命名是為了可讀性），JMH給出了或多或少相同的結果。後面這三種技術在性能方面非常接近。

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)

// 使用JMH測出來的平均性能

// (最小, 平均, 最大) = (96073,645, 141463,438, 146205,910)

Guava

Guava有一些helper類：其中一個可以幫助你生成toString。這比純JDK API性能要差一點，但是它可以提供給你一些額外的服務（我這裡指的Guava）：

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)

// 使用JMH測出來的平均性能

// (最小, 平均, 最大) = (97049,043, 110111,808, 114878,137)

Commons Lang3

Commons Lang3有一些技術來生成toString：從builder到 introspector。如同你猜測到的，introspection更容易使用，代碼量更少，但是性能比較糟糕：

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)

// 使用JMH測出來的平均性能

// (最小, 平均, 最大) = ( 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)

// 使用JMH測出來的平均性能

// (最小, 平均, 最大) =(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)

// 使用JMH測出來的平均性能

// (最小, 平均, 最大) = (14172,485, 23204,479, 30754,901)

總結

如今有了JVM優化，我們可以安全使用+來連接字元串（及使用Objects.toString來處理null）。有了內置到JDK的實用工具類，不需要外部框架來處理null值。因此，與本文中講述的其它技術相比，開箱即用的JDK擁有更好的性能（如果你有其它的框架/技術，請留下評論我來試試看）。

作為總結，下面是一個從JMH得到的平均性能數據表格（從最高效依次遞減）

再說一次，如果你經常調用toString方法，這是很重要的。否則，性能就真不是個事。

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