golang 幾種字符串的連接方式

最近在做性能優化，有個函數里面的耗時特別長，看里面的操作大多是一些字符串拼接的操作，而字符串拼接在 golang 里面其實有很多種實現。

實現方法

1. 直接使用運算符o

func BenchmarkAddStringWithOperator(b *testing.B) { 
    hello := "hello"   
    world := "world"  
    for i := 0; i < b.N; i++ { 
        _ = hello + "," + world   
    }
}
func BenchmarkAddMoreStringWithOperator(b *testing.B) { 
    hello := "hello"   
    world := "world"  
    for i := 0; i < b.N; i++ {   
        var str string       
        for i := 0; i < 100; i++ {    
            str += hello + "," + world       
        }    
    }
}

golang 里面的字符串都是不可變的，每次運算都會產生一個新的字符串，所以會產生很多臨時的無用的字符串，不僅沒有用，還會給 gc 帶來額外的負擔，所以性能比較差

2. fmt.Sprintf()

func BenchmarkAddStringWithSprintf(b *testing.B) {  
    hello := "hello"  
    world := "world"   
    for i := 0; i < b.N; i++ {   
        _ = fmt.Sprintf("%s,%s", hello, world) 
    }
}

內部使用 []byte 實現，不像直接運算符這種會產生很多臨時的字符串，但是內部的邏輯比較復雜，有很多額外的判斷，還用到了 interface，所以性能也不是很好

3. strings.Join()

func BenchmarkAddStringWithJoin(b *testing.B) {
    hello := "hello"   
    world := "world"  
    for i := 0; i < b.N; i++ {  
        _ = strings.Join([]string{hello, world}, ",") 
    }
}

join會先根據字符串數組的內容，計算出一個拼接之后的長度，然后申請對應大小的內存，一個一個字符串填入，在已有一個數組的情況下，這種效率會很高，但是本來沒有，去構造這個數據的代價也不小

4. buffer.WriteString()

func BenchmarkAddStringWithBuffer(b *testing.B) { 
    hello := "hello"   
    world := "world"   
    for i := 0; i < b.N; i++ {   
        var buffer bytes.Buffer    
        buffer.WriteString(hello)    
        buffer.WriteString(",")       
        buffer.WriteString(world)     
        _ = buffer.String()    
    }
}
func BenchmarkAddMoreStringWithBuffer(b *testing.B) { 
    hello := "hello"  
    world := "world"   
    for i := 0; i < b.N; i++ {  
        var buffer bytes.Buffer  
        for i := 0; i < 100; i++ {    
            buffer.WriteString(hello)  
            buffer.WriteString(",")          
            buffer.WriteString(world)     
        }     
        _ = buffer.String()  
    }
}

這個比較理想，可以當成可變字符使用，對內存的增長也有優化，如果能預估字符串的長度，還可以用 buffer.Grow() 接口來設置 capacity

測試結果

    BenchmarkAddStringWithOperator-8                50000000                28.4 ns/op             0 B/op          0 allocs/op
    BenchmarkAddStringWithSprintf-8                 10000000               234 ns/op              48 B/op          3 allocs/op
    BenchmarkAddStringWithJoin-8                    30000000                56.2 ns/op            16 B/op          1 allocs/op
    BenchmarkAddStringWithBuffer-8                  20000000                86.0 ns/op           112 B/op          1 allocs/op
    BenchmarkAddMoreStringWithOperator-8              100000             14295 ns/op           58896 B/op        100 allocs/op
    BenchmarkAddMoreStringWithBuffer-8                300000              4551 ns/op            5728 B/op          7 allocs/op

這個是在我的自己 Mac 上面跑的結果，go 版本 go version go1.8 darwin/amd64，這個結果僅供參考，還是要以實際生產環境的值為准，代碼在：https://github.com/hatlonely/hellogolang/blob/master/internal/buildin/string_test.go

主要結論

1. 在已有字符串數組的場合，使用 strings.Join() 能有比較好的性能
2. 在一些性能要求較高的場合，盡量使用 buffer.WriteString() 以獲得更好的性能
3. 較少字符串連接的場景下性能最好，而且代碼更簡短清晰，可讀性更好
4. 如果需要拼接的不僅僅是字符串，還有數字之類的其他需求的話，可以考慮 fmt.Sprintf

參考鏈接

go語言字符串拼接性能分析: http://herman.asia/efficient-string-concatenation-in-go