面试题：Java中StringTokenizer与其他分割方式性能对比及优化

Question

在Java中，除了StringTokenizer，还有split方法等可以实现字符串分割。请对比StringTokenizer与split方法在处理大字符串时的性能差异，并阐述在高并发场景下，如何优化基于StringTokenizer的字符串分割操作以提高整体系统性能。

Answer 1

性能差异

1. 原理不同：
   • StringTokenizer是基于枚举（Enumeration）的方式，通过逐个扫描字符串来确定分隔符位置并提取子字符串。它在创建时会一次性对整个字符串进行处理，把分隔符的位置等信息记录下来。
   • split方法是基于正则表达式匹配的方式。它会在每次调用时重新在字符串中进行正则匹配来确定分隔位置。对于简单分隔符（如单个字符），split方法会进行优化，使用String.indexOf等方法来提高效率，但如果是复杂的正则表达式，匹配成本较高。
2. 性能表现：
   • 处理大字符串时：
     • 对于简单分隔符（如固定的单个字符），split方法经过优化后，性能比StringTokenizer略好。因为split方法在这种情况下可以利用更高效的查找算法，而StringTokenizer每次获取下一个子字符串时都需要一定的处理开销。
     • 当分隔符是复杂的正则表达式时，StringTokenizer的性能优势明显。因为StringTokenizer不需要每次都进行复杂的正则匹配，而split方法每次调用都要进行正则匹配操作，这在处理大字符串时成本极高。

高并发场景下基于StringTokenizer的优化

1. 复用对象：
   • 在高并发场景下，避免频繁创建StringTokenizer对象。可以使用对象池技术，预先创建一定数量的StringTokenizer对象并放入对象池中。当有字符串分割需求时，从对象池中获取对象，使用完毕后再放回对象池。这样可以减少对象创建和销毁的开销，提高系统性能。
2. 线程安全：
   • StringTokenizer本身不是线程安全的。如果在高并发场景下使用，需要确保线程安全。可以采用同步机制，如使用synchronized关键字对StringTokenizer的操作进行同步，但这可能会引入性能瓶颈。更好的方式是使用线程本地存储（ThreadLocal）。为每个线程创建独立的StringTokenizer对象副本，这样不同线程之间不会相互干扰，既保证了线程安全，又避免了同步带来的性能损耗。
3. 减少不必要操作：
   • 在使用StringTokenizer时，尽量减少不必要的方法调用。例如，如果只需要获取部分子字符串，避免调用hasMoreTokens方法多次，直接在循环中处理nextToken方法可能抛出的NoSuchElementException异常。这样可以减少方法调用的开销，提高性能。