Apache POI Java读取100万行Excel性能优化:split vs indexOf+subString,谁性能好

使用Apache POI eventmodel实现一个Excel流式读取类,目标是100万,每行46列,文件大小152MB的Excel文件能在20s读取并处理完。一开始实现的程序需要260s,离目标差太远了,使用jvisualvm分析各方法执行时间,结果如下:

Apache POI Java读取100万行Excel性能优化:split vs indexOf+subString,谁性能好

可以看到,程序中的splitLine和getRowNum方法消耗了大量时间。这两个方法都特别简单。splitLine方法将类似“123==hello”这样的字符串分解成{"123","hello"}数组,使用了String.split方法,getRowNum从Excel单元格地址字符串(比如“AB123456”)中获取行号“123456”,以下是原始实现方法:

private String getRowNum(String cellRef){
    if(cellRef == null || cellRef == ""){
        return "-1";
    }
    
    String[] nums = cellRef.split("\\D+");
    if(nums.length > 1){
        return nums[1];
    }
    return "-1;
}

private String[] splitLine(String line){
    return line.split("==");
}

两个如此简单的方法却消耗了这么多时间,一时间不知如何优化。最后突然想到:split的性能是否最优呢?对于如此简单的字符串分割,使用indexOf + subString性能如何呢?于是,我做了如下的实验:

public static void main(String[] args) throws ParseException{
    String str = "AB123456";
    long start = System.currentTimeMillis();
    for(int i = 0 ; i < 10 * 10000 ; i ++){
        String[] lines = str.split("\\D+");
    }
    long end = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("split time consumed:" + (end - start) / 1000.0 + "s");
    
    start = System.currentTimeMillis();
    int index = -1;
    for(int i = 0 ; i < 10 * 10000 ; i ++){
        index = -1;
        for(int k = 0 ; k < str.length() ; k ++){
            if(str.charAt(k) >= ‘0‘ && str.charAt(k) <= ‘9‘){
                index = k;
                break;
            }
        }
        
        if(index > 0){
            String[] lines = new String[]{str.substring(0, index),str.substring(index)};
        }
    }
    end = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("indexof time consumed:" + (end - start) / 1000.0 + "s");
}

以下是输出结果:
split time consumed:0.104s
indexof time consumed:0.007s

虽然表面上看,split比index + subString要简单很多,但后者性能是前者的将近15倍。用这种方法改写前面的splitLine和getRowNum,代码如下:

private String getRowNum(String cellRef){
    int index = -1;
    for(int k = 0 ; k < cellRef.length() ; k ++){
        if(cellRef.charAt(k) >= ‘0‘ && cellRef.charAt(k) <= ‘9‘){
            index = k;
            break;
        }
    }
    
    if(index >= 0){
        String[] nums = new String[]{cellRef.substring(0, index),cellRef.substring(index)};
        if(nums.length > 1){
            return nums[1];
        }
    }
    
    return "-1";
}

private String[] splitLine(String line){
    int index = line.indexOf("==");
    
    if(index > 0){
        return new String[]{line.substring(0, index),line.substring(index + 2)};
    }
    
    return new String[0]; 
}

优化后再用jvisualvm测试各方法执行时间:
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可以看到,我自己的数据处理方法已不是明显的性能瓶颈,而Apache POI的zip解压和文件读取占用了绝大部分时间。整体时间也从260s下降到了160s,已有了明显的提高。

想一想我过去写的代码经常图方便滥用String.split,这样是经不起大数据量考验的,学了这么长时间Java,竟从没想过这样的问题,不禁感叹自己还是菜鸟。虽然像Java或C#这种语言各种方法使用起来方便,但其库方法之下隐藏的性能开销,需要每一个使用者注意。

(全文完)

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