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まさか、JavaのString#formatなんて使ってないよね??

どうも、こだまです。

先日、「JavaのString.format()は遅いからやめたほうが良い」という話を聞きました。
みなさんもよく使っていると思いますが、果たしてどれほどの性能なのか気になったので、検証してみました。

検証のために使用した共通のコードはこちら

String protocol = "http";
String domain = "kodamatech.co.jp";
String port = "8080";
String args1 = "login";
String args2 = "account";
String queryKey = "username";
String queryValue = "kodama";

彼らを連結してURLを作ろうという検証です。
今回は、100回のループを行い、その平均値、最大値、最小値、中央値を図っていきます。
なお、単位は全てナノセカンドです。
では始めていきましょう。

1. 一つずつ文字列連結

// 検証コード
for (int i = 0; i < 100; i++) {
    long start = System.nanoTime();
    String str = "";
    str += protocol;
    str += "://";
    str += domain;
    str += ":";
    str += port;
    str += "/";
    str += args1;
    str += "/";
    str += args2;
    str += "?";
    str += queryKey;
    str += "=";
    str += queryValue;
    long end = System.nanoTime();
    System.out.println(end - start);
}

// 実際のスピード
最大値:565394 ns
最小値:7225 ns
平均値:16901.71 ns
中央値:9757 ns

まあ、比較対象がないので、なんとも言えないですが毎度インスタンスを新しくしているので、他と比べてそれなりに遅かったねーって結果になるのかな?
(ちまちま連結なんて絶対しないっていうツッコミは無しで。笑)

2. 演算子で全てを一気に文字列連結

// 検証コード
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    long start2 = System.nanoTime();
    String s = protocol + "://" + domain + 
        ":" + port + "/" + args1 + "/" + args2 + "?" + queryKey + "=" + queryValue;
    long end2 = System.nanoTime();
    System.out.println((end2 - start2) + "ns");
}

// 実際のスピード
最大値:63929 ns
最小値:1767 ns
平均値:4353.32 ns
中央値:2265 ns

実行タイミングに誤差はあるものの、やはり一つずつやるより一気にやった方が断然早い、そして何より可読性が高い!
特別、新しいことをしているわけではないので誰でも理解がしやすいですね。

3. string#format

今回の検証のきっかけになった彼はどうでしょうか。

// 検証コード
for (int i = 0; i < 100; i++) {
    long start = System.nanoTime();
    String.format("%s://%s:%s/%s/%s?%s=%s", protocol, 
        domain, port, args1, args2, queryKey, queryValue);
    long end = System.nanoTime();
    System.out.println(end - start);
}

// 実際のスピード
最大値:31263865 ns
最小値:56854 ns
平均値:466271.38 ns
中央値:119898.5 ns

・・・へ?なにこれ・・・?
他と比べて遅いどころか、圧倒的に遅いぞ??
平均値で比べると2番の100倍以上時間がかかっている??
これ、とても見やすくていいと思っていたのに、まさかこんなにパフォーマンスが悪いとは・・・

4. StringBuilder

最後にformatの代わりに使った方が良いと言われたStringBuilderさんです。

// 検証コード
for (int i = 0; i < 100; i++) {
    long start = System.nanoTime();
    String str = new StringBuilder(protocol).append("://")
        .append(domain).append(":").append(port).append("/")
        .append(args1).append("/").append(args2).append("?").append(queryKey)
        .append("=").append(queryValue).toString();
    long end = System.nanoTime();
    System.out.println(end - start);
}

// 実際のスピード
最大値:56699 ns
最小値:2000 ns
平均値:3896.39 ns
中央値:2442.5 ns

速い。最高速度は2番の方が上ですが、安定した速さという印象ですね。

表にまとめると以下の結果になりました。

単位:ns 1. 一つずつ連結 2. 一気に連結 3. String.format 4. StringBuilder
最大値 565394 63929 31263865 56699
最小値 7225 1767 56854 2000
平均値 16901.71 4353.32 466271.38 3896.39
中央値 9757 2265 119898.5 2442.5

調べてみると、Stringを演算子でつなげた際は、裏でStringBuilderが走っているようです。
ちなみにStringBuilderが存在しないバージョンではStringBufferが走るらしい。
これは、現在のバージョンにおいて一番早いものを自動で使用するという内部構造をしているとのこと。
なので、Java9がリリースされた時にStringBuilderより速いものが存在していたらそちらに自動的に変換されるようです。

結論

String#formatは避けた方が良さそう。
使用する際は、+演算子で文字列連結かStringBuilderのどちらかになりそう。
まあ、後は可読性の問題かなって思います。長い文章をつなげる場合はStringBuilderだとコード量が多くなってしまいますからね。

ではでは。

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