在调查使用整数原语并将整数原语转换为字符串的小辩论时，我编写了这个JMH 微基准测试："" + nInteger.toString(int)
@Fork(1)
@OutputTimeUnit(TimeUnit.MILLISECONDS)
@State(Scope.Benchmark)
public class IntStr {
protected int counter;
@GenerateMicroBenchmark
public String integerToString() {
return Integer.toString(this.counter++);
}
@GenerateMicroBenchmark
public String stringBuilder0() {
return new StringBuilder().append(this.counter++).toString();
}
@GenerateMicroBenchmark
public String stringBuilder1() {
return new StringBuilder().append("").append(this.counter++).toString();
}
@GenerateMicroBenchmark
public String stringBuilder2() {
return new StringBuilder().append("").append(Integer.toString(this.counter++)).toString();
}
@GenerateMicroBenchmark
public String stringFormat() {
return String.format("%d", this.counter++);
}
@Setup(Level.Iteration)
public void prepareIteration() {
this.counter = 0;
}
}
我使用 Linux 机器上存在的两个 Java VM（最新的 Mageia 4 64 位、Intel i7-3770 CPU、32GB RAM）使用默认的 JMH 选项运行它。第一个 JVM 是随 Oracle JDK 8u5 64 位提供的：
java version "1.8.0_05"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_05-b13)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.5-b02, mixed mode)
有了这个 JVM，我几乎得到了我的预期：
Benchmark Mode Samples Mean Mean error Units
b.IntStr.integerToString thrpt 20 32317.048 698.703 ops/ms
b.IntStr.stringBuilder0 thrpt 20 28129.499 421.520 ops/ms
b.IntStr.stringBuilder1 thrpt 20 28106.692 1117.958 ops/ms
b.IntStr.stringBuilder2 thrpt 20 20066.939 1052.937 ops/ms
b.IntStr.stringFormat thrpt 20 2346.452 37.422 ops/ms
即，StringBuilder由于创建StringBuilder对象和附加空字符串的额外开销，使用类更慢。使用String.format(String, ...)速度甚至更慢，大约一个数量级。
另一方面，发行版提供的编译器基于 OpenJDK 1.7：
java version "1.7.0_55"
OpenJDK Runtime Environment (mageia-2.4.7.1.mga4-x86_64 u55-b13)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 24.51-b03, mixed mode)
这里的结果很有趣：
Benchmark Mode Samples Mean Mean error Units
b.IntStr.integerToString thrpt 20 31249.306 881.125 ops/ms
b.IntStr.stringBuilder0 thrpt 20 39486.857 663.766 ops/ms
b.IntStr.stringBuilder1 thrpt 20 41072.058 484.353 ops/ms
b.IntStr.stringBuilder2 thrpt 20 20513.913 466.130 ops/ms
b.IntStr.stringFormat thrpt 20 2068.471 44.964 ops/ms
为什么StringBuilder.append(int)使用这个 JVM 看起来要快得多？查看StringBuilder类源代码并没有发现什么特别有趣的东西 - 所讨论的方法几乎与Integer#toString(int). 有趣的是，附加Integer.toString(int)（stringBuilder2微基准）的结果似乎并没有更快。
这种性能差异是测试工具的问题吗？或者我的 OpenJDK JVM 是否包含会影响此特定代码（反）模式的优化？
编辑：
为了进行更直接的比较，我安装了 Oracle JDK 1.7u55：
java version "1.7.0_55"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.7.0_55-b13)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 24.55-b03, mixed mode)
结果与 OpenJDK 类似：
Benchmark Mode Samples Mean Mean error Units
b.IntStr.integerToString thrpt 20 32502.493 501.928 ops/ms
b.IntStr.stringBuilder0 thrpt 20 39592.174 428.967 ops/ms
b.IntStr.stringBuilder1 thrpt 20 40978.633 544.236 ops/ms
这似乎是一个更普遍的 Java 7 vs Java 8 问题。也许 Java 7 有更积极的字符串优化？
编辑 2：
为了完整起见，以下是这两个 JVM 的与字符串相关的 VM 选项：
对于 Oracle JDK 8u5：
$ /usr/java/default/bin/java -XX:+PrintFlagsFinal 2>/dev/null | grep String
bool OptimizeStringConcat = true {C2 product}
intx PerfMaxStringConstLength = 1024 {product}
bool PrintStringTableStatistics = false {product}
uintx StringTableSize = 60013 {product}
对于 OpenJDK 1.7：
$ java -XX:+PrintFlagsFinal 2>/dev/null | grep String
bool OptimizeStringConcat = true {C2 product}
intx PerfMaxStringConstLength = 1024 {product}
bool PrintStringTableStatistics = false {product}
uintx StringTableSize = 60013 {product}
bool UseStringCache = false {product}
该UseStringCache选项在 Java 8 中被删除，没有替换，所以我怀疑这有什么不同。其余选项似乎具有相同的设置。
编辑 3：
AbstractStringBuilder文件中的源代码和StringBuilder类Integer的并排比较src.zip显示没有什么值得注意的。除了大量的外观和文档更改之外，Integer现在还支持无符号整数，StringBuilder并且经过轻微重构以与StringBuffer. 这些更改似乎都不会影响 使用的代码路径StringBuilder#append(int)，尽管我可能遗漏了一些东西。
IntStr#integerToString()为和生成的汇编代码的比较IntStr#stringBuilder0()更有趣。为这两个 JVM生成的代码的基本布局IntStr#integerToString()是相似的，尽管 Oracle JDK 8u5 似乎更积极地在Integer#toString(int)代码中内联了一些调用。与 Java 源代码有明确的对应关系，即使对于装配经验很少的人也是如此。
然而，的汇编代码IntStr#stringBuilder0()完全不同。Oracle JDK 8u5 生成的代码再次与 Java 源代码直接相关——我可以很容易地识别出相同的布局。相反，OpenJDK 7 生成的代码对于未经训练的眼睛（就像我的眼睛）几乎无法识别。该new StringBuilder()调用似乎已被删除，就像在StringBuilder构造函数中创建数组一样。此外，反汇编插件无法像在 JDK 8 中那样提供对源代码的引用。
StringBuilder我认为这要么是 OpenJDK 7 中更积极的优化传递的结果，要么更可能是为某些操作插入手写的低级代码的结果。我不确定为什么在我的 JVM 8 实现中没有发生这种优化，或者为什么Integer#toString(int)在 JVM 7 中没有实现相同的优化。我想熟悉 JRE 源代码相关部分的人必须回答这些问题......