Почему String.strip () в 5 раз быстрее, чем String.trim () для пустой строки в Java 11

Question

Я столкнулся с интересным сценарием.По какой-то причине strip() против пустой строки (содержит только пробелы) значительно быстрее, чем trim() в Java 11.

Тест

public class Test {

    public static final String TEST_STRING = "   "; // 3 whitespaces

    @Benchmark
    @Warmup(iterations = 10, time = 200, timeUnit = MILLISECONDS)
    @Measurement(iterations = 20, time = 500, timeUnit = MILLISECONDS)
    @BenchmarkMode(Mode.Throughput)
    public void testTrim() {
        TEST_STRING.trim();
    }

    @Benchmark
    @Warmup(iterations = 10, time = 200, timeUnit = MILLISECONDS)
    @Measurement(iterations = 20, time = 500, timeUnit = MILLISECONDS)
    @BenchmarkMode(Mode.Throughput)
    public void testStrip() {
        TEST_STRING.strip();
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        org.openjdk.jmh.Main.main(args);
    }
}

Результаты

# Run complete. Total time: 00:04:16

Benchmark        Mode  Cnt           Score          Error  Units
Test.testStrip  thrpt  200  2067457963.295 ± 12353310.918  ops/s
Test.testTrim   thrpt  200   402307182.894 ±  4559641.554  ops/s

Очевидно, strip() превосходит trim() ~ 5 раз.

Хотя для непустой строки результаты почти идентичны:

public class Test {

    public static final String TEST_STRING = " Test String ";

    @Benchmark
    @Warmup(iterations = 10, time = 200, timeUnit = MILLISECONDS)
    @Measurement(iterations = 20, time = 500, timeUnit = MILLISECONDS)
    @BenchmarkMode(Mode.Throughput)
    public void testTrim() {
        TEST_STRING.trim();
    }

    @Benchmark
    @Warmup(iterations = 10, time = 200, timeUnit = MILLISECONDS)
    @Measurement(iterations = 20, time = 500, timeUnit = MILLISECONDS)
    @BenchmarkMode(Mode.Throughput)
    public void testStrip() {
        TEST_STRING.strip();
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        org.openjdk.jmh.Main.main(args);
    }
}


# Run complete. Total time: 00:04:16

Benchmark        Mode  Cnt          Score         Error  Units
Test.testStrip  thrpt  200  126939018.461 ± 1462665.695  ops/s
Test.testTrim   thrpt  200  141868439.680 ± 1243136.707  ops/s

Как так?Это ошибка или я делаю это неправильно?

---

Среда тестирования

• Процессор - Intel Xeon E3-1585L v5 @ 3,00 ГГц
• ОС - Windows 7 SP 1, 64-разрядная
• JVM - Oracle JDK 11.0.1
• Benchamrk - JMH v 1.19

---

Обновление

Добавлены дополнительные тесты производительности для разных строк (пустые, пустые и т. Д.).

Тест

@Warmup(iterations = 5, time = 1, timeUnit = SECONDS)
@Measurement(iterations = 5, time = 1, timeUnit = SECONDS)
@Fork(value = 3)
@BenchmarkMode(Mode.Throughput)
public class Test {

    private static final String BLANK = "";              // Blank
    private static final String EMPTY = "   ";           // 3 spaces
    private static final String ASCII = "   abc    ";    // ASCII characters only
    private static final String UNICODE = "   абв    ";  // Russian Characters

    private static final String BIG = EMPTY.concat("Test".repeat(100)).concat(EMPTY);

    @Benchmark
    public void blankTrim() {
        BLANK.trim();
    }

    @Benchmark
    public void blankStrip() {
        BLANK.strip();
    }

    @Benchmark
    public void emptyTrim() {
        EMPTY.trim();
    }

    @Benchmark
    public void emptyStrip() {
        EMPTY.strip();
    }

    @Benchmark
    public void asciiTrim() {
        ASCII.trim();
    }

    @Benchmark
    public void asciiStrip() {
        ASCII.strip();
    }

    @Benchmark
    public void unicodeTrim() {
        UNICODE.trim();
    }

    @Benchmark
    public void unicodeStrip() {
        UNICODE.strip();
    }

    @Benchmark
    public void bigTrim() {
        BIG.trim();
    }

    @Benchmark
    public void bigStrip() {
        BIG.strip();
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        org.openjdk.jmh.Main.main(args);
    }
}

Результаты

# Run complete. Total time: 00:05:23

Benchmark           Mode  Cnt           Score          Error  Units
Test.asciiStrip    thrpt   15   356846913.133 ±  4096617.178  ops/s
Test.asciiTrim     thrpt   15   371319467.629 ±  4396583.099  ops/s
Test.bigStrip      thrpt   15    29058105.304 ±  1909323.104  ops/s
Test.bigTrim       thrpt   15    28529199.298 ±  1794655.012  ops/s
Test.blankStrip    thrpt   15  1556405453.206 ± 67230630.036  ops/s
Test.blankTrim     thrpt   15  1587932109.069 ± 19457780.528  ops/s
Test.emptyStrip    thrpt   15  2126290275.733 ± 23402906.719  ops/s
Test.emptyTrim     thrpt   15   406354680.805 ± 14359067.902  ops/s
Test.unicodeStrip  thrpt   15    37320438.099 ±   399421.799  ops/s
Test.unicodeTrim   thrpt   15    88226653.577 ±  1628179.578  ops/s

Среда тестирования такая же.

Только одна интересная находка.Строка, содержащая символы Unicode, получающие trim() 'ed быстрее, чем strip()' ed

Answer 1

В OpenJDK 11.0.1 String.strip() (на самом деле StringLatin1.strip()) оптимизирует очистку до пустой String, возвращая внутреннюю String константу:

public static String strip(byte[] value) {
    int left = indexOfNonWhitespace(value);
    if (left == value.length) {
        return "";
    }

, в то время как String.trim() (на самом деле StringLatin1.trim()) всегда выделяет новый String объект.В вашем примере st = 3 и len = 3, так что

return ((st > 0) || (len < value.length)) ?
        newString(value, st, len - st) : null;

скопирует массив и создаст новый String объект

return new String(Arrays.copyOfRange(val, index, index + len),
                      LATIN1);

Сделав вышеприведенное предположение, мы можем обновитьэталон для сравнения с непустым String, на который не должна влиять упомянутая оптимизация String.strip():

@Warmup(iterations = 10, time = 200, timeUnit = MILLISECONDS)
@Measurement(iterations = 20, time = 500, timeUnit = MILLISECONDS)
@BenchmarkMode(Mode.Throughput)
public class MyBenchmark {

  public static final String EMPTY_STRING = "   "; // 3 whitespaces
  public static final String NOT_EMPTY_STRING = "  a "; // 3 whitespaces with a in the middle

  @Benchmark
  public void testEmptyTrim() {
    EMPTY_STRING.trim();
  }

  @Benchmark
  public void testEmptyStrip() {
    EMPTY_STRING.strip();
  }

  @Benchmark
  public void testNotEmptyTrim() {
    NOT_EMPTY_STRING.trim();
  }

  @Benchmark
  public void testNotEmptyStrip() {
    NOT_EMPTY_STRING.strip();
  }

}

При его запуске не наблюдается существенной разницы между strip() и trim() длянепустой String.Как ни странно, обрезка до пустого String все еще самая медленная:

Benchmark                       Mode  Cnt           Score           Error  Units
MyBenchmark.testEmptyStrip     thrpt  100  1887848947.416 ± 257906287.634  ops/s
MyBenchmark.testEmptyTrim      thrpt  100   206638996.217 ±  57952310.906  ops/s
MyBenchmark.testNotEmptyStrip  thrpt  100   399701777.916 ±   2429785.818  ops/s
MyBenchmark.testNotEmptyTrim   thrpt  100   385144724.856 ±   3928016.232  ops/s

Answer 2

Да.В Java 11 или более ранних версиях кажется, что .trim () всегда создает новую String (), но strip () возвращает String кеша.Вы можете проверить этот простой код и доказать это самостоятельно.

public class JavaClass{
  public static void main(String[] args){
      //prints false
      System.out.println("     ".trim()=="");//CREATING A NEW STRING()
  }
}

против

public class JavaClass{
  public static void main(String[] args){
      //prints true
      System.out.println("     ".strip()=="");//RETURNING CACHE ""
  }
}

Answer 3

Изучив исходный код OpenJDK, предположив, что реализация версии Oracle похожа, я бы предположил, что разница объясняется тем фактом, что

• strip попытается найтипервый непробельный символ, и если ничего не найдено, просто возвращает ""
• trim всегда будет возвращать new String(...the substring...)

Можно утверждать, что stripчуть-чуть более оптимизировано, чем trim, по крайней мере, в OpenJDK, потому что это уклоняется от создания нового объекта без необходимости.

(Примечание: я не потрудился проверить версии этих юникодовметоды.)