String.Join和StringBuilder性能比较-C/S开发框架
前几天看到一篇讲StringBuilder性能的文章，文章里面给出了一个测试用例，比较StringBuilder.AppendJoin和String.Join的性能。根据该测试结果，“对于这个操作，这两种方法的速度很接近，但 StringBuilder.AppendJoin 使用的内存明显较少”。据此，该文言之凿凿地指出，应该使用“StringBuilder.AppendJoin 而不是 String.Join”。
事实果真如此吗？
搜索一下就知道，StringBuilder采用的是先预分配缓冲区，然后将要连接的字符串直接复制到缓冲区的做法。这个做法确实高效，避免了中间结果带来的时间消耗和内存占用。
那么，string.Join真的那么不堪吗？
首先看看string.Join的代码：
public static string Join(string separator, params string[] value)
{
if (value == null)
{
throw new ArgumentNullException("value");
}
return string.Join(separator, value, 0, value.Length);
}
public unsafe static string Join(string separator, string[] value, int startIndex, int count)
{
if (value == null)
{
throw new ArgumentNullException("value");
}
if (startIndex < 0)
{
throw new ArgumentOutOfRangeException("startIndex", Environment.GetResourceString("ArgumentOutOfRange_StartIndex"));
}
if (count < 0)
{
throw new ArgumentOutOfRangeException("count", Environment.GetResourceString("ArgumentOutOfRange_NegativeCount"));
}
if (startIndex > value.Length - count)
{
throw new ArgumentOutOfRangeException("startIndex", Environment.GetResourceString("ArgumentOutOfRange_IndexCountBuffer"));
}
if (separator == null)
{
separator = string.Empty;
}
if (count == 0)
{
return string.Empty;
}
int num = 0;
int num2 = startIndex + count - 1;
for (int i = startIndex; i <= num2; i++)
{
if (value[i] != null)
{
num += value[i].Length;
}
}
num += (count - 1) * separator.Length;
if (num < 0 || num + 1 < 0)
{
throw new OutOfMemoryException();
}
if (num == 0)
{
return string.Empty;
}
string text = string.FastAllocateString(num);
fixed (char* ptr = &text.m_firstChar)
{
UnSafeCharBuffer unSafeCharBuffer = new UnSafeCharBuffer(ptr, num);
unSafeCharBuffer.AppendString(value[startIndex]);
for (int j = startIndex + 1; j <= num2; j++)
{
unSafeCharBuffer.AppendString(separator);
unSafeCharBuffer.AppendString(value[j]);
}
}
return text;
}
View Code
可以看到，string.Join的做法是先计算最终结果的大小，然后调用string.FastAllocateString分配空间，最后将数据直接复制到分配的缓冲区。很显然，这一过程和StringBuilder如出一辙。
但是测试结果毕竟摆在那里，那么问题在哪里呢？
看看该文的测试用例：
[Benchmark]
public string UsingStringJoin() {
var list = new List < string > {
"A",
"B", "C", "D", "E"
};
var stringBuilder = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
stringBuilder.Append(string.Join(' ', list));
}
return stringBuilder.ToString();
}
[Benchmark]
public string UsingAppendJoin() {
var list = new List < string > {
"A",
"B", "C", "D", "E"
};
var stringBuilder = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
stringBuilder.AppendJoin(' ', list);
}
return stringBuilder.ToString();
}
View Code
问题就在下面的一句：
stringBuilder.Append(string.Join(' ', list));
这句代码实际上是先用string.Join把list拼好，再调用stringBuilder.Append把string.Join的结果拼接起来。这样，string.Join分配一次内存，stringBuilder再分配一次内存，内存占用怎能不大？
当然，没码没真相，得拿编译后的IL说话。所以，根据这个用法写段测试代码：
private void BtnStartClick(object sender, EventArgs e)
{
string[] dummy = new string[]
{
"zfsdfsd",
"sdfsdf"
};
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.Append(string.Join(",", dummy));
string s = sb.ToString();
Console.WriteLine(s);
}
View Code
看看IL：
.method private hidebysig
instance void BtnStartClick (
object sender,
class [mscorlib]System.EventArgs e
) cil managed
{
// Header Size: 12 bytes
// Code Size: 65 (0x41) bytes
// LocalVarSig Token: 0x11000004 RID: 4
.maxstack 3
.locals init (
[0] string[] dummy,
[1] class [mscorlib]System.Text.StringBuilder sb,
[2] string s,
[3] string[] CS$0$0000
)
/* (34,3)-(34,4) d:\Work_Private\IoT\ClientSimulator\MainForm.cs */
/* 0x00000340 00 */ IL_0000: nop
/* (35,4)-(35,52) d:\Work_Private\IoT\ClientSimulator\MainForm.cs */
/* 0x00000341 18 */ IL_0001: ldc.i4.2
/* 0x00000342 8D1D000001 */ IL_0002: newarr [mscorlib]System.String
/* 0x00000347 0D */ IL_0007: stloc.3
/* 0x00000348 09 */ IL_0008: ldloc.3
/* 0x00000349 16 */ IL_0009: ldc.i4.0
/* 0x0000034A 7201000070 */ IL_000A: ldstr "zfsdfsd"
/* 0x0000034F A2 */ IL_000F: stelem.ref
/* 0x00000350 09 */ IL_0010: ldloc.3
/* 0x00000351 17 */ IL_0011: ldc.i4.1
/* 0x00000352 7211000070 */ IL_0012: ldstr "sdfsdf"
/* 0x00000357 A2 */ IL_0017: stelem.ref
/* 0x00000358 09 */ IL_0018: ldloc.3
/* 0x00000359 0A */ IL_0019: stloc.0
/* (37,4)-(37,41) d:\Work_Private\IoT\ClientSimulator\MainForm.cs */
/* 0x0000035A 731600000A */ IL_001A: newobj instance void [mscorlib]System.Text.StringBuilder::.ctor()
/* 0x0000035F 0B */ IL_001F: stloc.1
/* (38,4)-(38,38) d:\Work_Private\IoT\ClientSimulator\MainForm.cs */
/* 0x00000360 07 */ IL_0020: ldloc.1
/* 0x00000361 721F000070 */ IL_0021: ldstr ","
/* 0x00000366 06 */ IL_0026: ldloc.0
/* 0x00000367 281700000A */ IL_0027: call string [mscorlib]System.String::Join(string, string[])
/* 0x0000036C 6F1800000A */ IL_002C: callvirt instance class [mscorlib]System.Text.StringBuilder [mscorlib]System.Text.StringBuilder::Append(string)
/* 0x00000371 26 */ IL_0031: pop
/* (40,4)-(40,27) d:\Work_Private\IoT\ClientSimulator\MainForm.cs */
/* 0x00000372 07 */ IL_0032: ldloc.1
/* 0x00000373 6F1900000A */ IL_0033: callvirt instance string [mscorlib]System.Object::ToString()
/* 0x00000378 0C */ IL_0038: stloc.2
/* (42,4)-(42,25) d:\Work_Private\IoT\ClientSimulator\MainForm.cs */
/* 0x00000379 08 */ IL_0039: ldloc.2
/* 0x0000037A 281A00000A */ IL_003A: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string)
/* 0x0000037F 00 */ IL_003F: nop
/* (45,3)-(45,4) d:\Work_Private\IoT\ClientSimulator\MainForm.cs */
/* 0x00000380 2A */ IL_0040: ret
} // end of method MainForm::BtnStartClick
View Code
从第41和42行可以清楚看到，代码先调用了String.Join，然后是StringBuilder.Append.
所以事情很清楚了。错误的代码得出了不符合本意的测试结果，根据这个结果得到的结论自然也是错误的。
实际上，根据MS的文档，“修改 StringBuilder 时，除非达到容量，否则对象不会为自己重新分配空间。 当达到容量时，将自动分配新的空间且容量翻倍。”，可以看出，在边界情况下，使用StringBuilder耗费的空间反而比Join要大。当然，考虑到内存对齐的因素，Join也会有部分内存浪费，但这实在是微不足道的。
那么，应该使用StringBuilder还是Join呢？
很简单，按照具体情况决定。如果要拼接的是现成的字符串数组，自然应该用Join。否则的话，还是用StringBuilder省事点。
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