为什么打印“B”比打印“#”慢得多？

技术背景

在Java编程中，开发者可能会遇到性能差异的问题。有开发者发现，在生成1000x1000的矩阵时，打印包含“O”和“#”的矩阵与打印包含“O”和“B”的矩阵，运行时间有巨大差异。前者仅需8.52秒，而后者则需要259.152秒。这一现象引发了对Java打印性能影响因素的探讨。

实现步骤

测试代码

import java.util.Random;

// 打印包含“O”和“#”的矩阵
Random r = new Random();
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
    for (int j = 0; j < 1000; j++) {
        if (r.nextInt(4) == 0) {
            System.out.print("O");
        } else {
            System.out.print("#");
        }
    }
    System.out.println("");
}

// 打印包含“O”和“B”的矩阵
Random r = new Random();
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
    for (int j = 0; j < 1000; j++) {
        if (r.nextInt(4) == 0) {
            System.out.print("O");
        } else {
            System.out.print("B"); // 仅这一行改变
        }
    }
    System.out.println("");
}

测试条件

• 从NetBeans 7.2运行测试，输出到其控制台。
• 使用System.nanoTime()进行时间测量。

原因分析

终端行包装推测

一种推测是使用的终端进行行包装时，将“B”视为单词字符，而“#”视为非单词字符。当到达行尾寻找换行位置时，遇到“#”可立即换行，而遇到“B”则需继续搜索，可能需要包装更多文本，这在某些终端上可能会很耗时。

NetBeans行包装问题

有开发者在Eclipse和NetBeans 8.0.2上进行测试，Java版本为1.8。结果显示，Eclipse中两种情况时间相近，约1.564秒；而NetBeans中，使用“#”需1.536秒，使用“B”则需44.164秒。进一步研究发现，NetBeans存在行包装问题，通过测试代码可观察到每隔一定次数打印“B”的时间会显著增加。

代码中换行和字符处理

原代码在第二个循环中未合理换行，打印长字符单词会导致行包装问题。在第二个循环中添加换行或在“B”后添加非单词字符“ ”，可显著减少运行时间。

最佳实践

避免终端输出影响性能测试

在进行性能测试时，可将输出重定向到文件或/dev/null（Windows上为NUL），以避免终端显示的IO开销影响测试结果。

解决NetBeans行包装问题

• 在代码中合理添加换行，避免打印过长的连续字符。
• 更改NetBeans IDE的设置，在“NetBeans Tools” -> “Options” -> “Editor” -> “Formatting”中，将“Line Wrap Option”选择为“Anywhere”。

常见问题

为什么不同IDE结果不同？

不同IDE的控制台处理机制不同，Eclipse对“B”的处理正常，而NetBeans存在行包装问题，导致打印“B”时性能下降。

如何确保性能测试的准确性？

使用专业的基准测试工具，避免在测试中包含与测试目标无关的操作，如终端显示。同时，多次运行测试取平均值，以减少偶然因素的影响。