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java中HashMap的7種遍歷方式與性能分析

 更新時(shí)間：2021年11月14日 09:00:56   作者：縱有疾風(fēng) 起  
本文主要介紹了java中HashMap的7種遍歷方式與性能分析，文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價(jià)值，感興趣的小伙伴們可以參考一下

1、遍歷方式

1.1 迭代器 EntrySet

/**
 * 1. 迭代器 EntrySet
 */
@Test
public void test1() {
    Map<Integer, String> map = new HashMap<>();
    map.put(1, "Java");
    map.put(2, "JavaSE");
    map.put(3, "JavaEE");
    map.put(4, "Spring");
    map.put(5, "SpringMVC");
    map.put(6, "MyBatis");

    Iterator<Map.Entry<Integer, String>> iterator = map.entrySet().iterator();
    while (iterator.hasNext()) {
        Map.Entry<Integer, String> entry = iterator.next();
        System.out.println(entry.getKey() + "：" + entry.getValue());
    }
}

1.2 迭代器 KeySet

/**
 * 2. 迭代器 KeySet
 */
@Test
public void test2() {
    Map<Integer, String> map = new HashMap<>();
    map.put(1, "Java");
    map.put(2, "JavaSE");
    map.put(3, "JavaEE");
    map.put(4, "Spring");
    map.put(5, "SpringMVC");
    map.put(6, "MyBatis");

    Iterator<Integer> iterator = map.keySet().iterator();
    while (iterator.hasNext()) {
        Integer key = iterator.next();
        System.out.println(key + "：" + map.get(key));
    }
}

1.3 ForEach EntrySet

/**
 * 3. ForEach EntrySet
 */
@Test
public void test3() {
    Map<Integer, String> map = new HashMap<>();
    map.put(1, "Java");
    map.put(2, "JavaSE");
    map.put(3, "JavaEE");
    map.put(4, "Spring");
    map.put(5, "SpringMVC");
    map.put(6, "MyBatis");

    for (Map.Entry<Integer, String> entry : map.entrySet()) {
        System.out.println(entry.getKey() + "：" + entry.getValue());
    }
}

1.4 ForEach KeySet

/**
 * 4. ForEach KeySet
 */
@Test
public void test4() {
    Map<Integer, String> map = new HashMap<>();
    map.put(1, "Java");
    map.put(2, "JavaSE");
    map.put(3, "JavaEE");
    map.put(4, "Spring");
    map.put(5, "SpringMVC");
    map.put(6, "MyBatis");

    for (Integer key : map.keySet()) {
        System.out.println(key + "：" + map.get(key));
    }
}

1.5 Lambda 表達(dá)式

/**
 * 5. Lambda 表達(dá)式
 */
@Test
public void test5() {
    Map<Integer, String> map = new HashMap<>();
    map.put(1, "Java");
    map.put(2, "JavaSE");
    map.put(3, "JavaEE");
    map.put(4, "Spring");
    map.put(5, "SpringMVC");
    map.put(6, "MyBatis");

    map.forEach((key, value) -> {
        System.out.println(key + "：" + value);
    });
}

1.6 Stream API 單線程

/**
 * 6. Stream API 單線程
 */
@Test
public void test6() {
    Map<Integer, String> map = new HashMap<>();
    map.put(1, "Java");
    map.put(2, "JavaSE");
    map.put(3, "JavaEE");
    map.put(4, "Spring");
    map.put(5, "SpringMVC");
    map.put(6, "MyBatis");

    map.entrySet().stream().forEach((entry) -> {
        System.out.println(entry.getKey() + "：" + entry.getValue());
    });
}

1.7 Stream API 多線程

/**
 * 7. Stream API 多線程
 */
@Test
public void test7() {
    Map<Integer, String> map = new HashMap<>();
    map.put(1, "Java");
    map.put(2, "JavaSE");
    map.put(3, "JavaEE");
    map.put(4, "Spring");
    map.put(5, "SpringMVC");
    map.put(6, "MyBatis");

    map.entrySet().parallelStream().forEach((entry) -> {
        System.out.println(entry.getKey() + "：" + entry.getValue());
    });
}

1.8 代碼匯總

/**
 * HashMap 的 7 種遍歷方式
 * @ClassName HashMapTraverse
 * @Author YH
 * @Date 2021/11/12
 * @Version 1.0
 */
public class HashMapTraverseTest {

    /**
     * 1. 迭代器 EntrySet
     */
    @Test
    public void test1() {
        Map<Integer, String> map = new HashMap<>();
        map.put(1, "Java");
        map.put(2, "JavaSE");
        map.put(3, "JavaEE");
        map.put(4, "Spring");
        map.put(5, "SpringMVC");
        map.put(6, "MyBatis");

        Iterator<Map.Entry<Integer, String>> iterator = map.entrySet().iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            Map.Entry<Integer, String> entry = iterator.next();
            System.out.println(entry.getKey() + "：" + entry.getValue());
        }
    }

    /**
     * 2. 迭代器 KeySet
     */
    @Test
    public void test2() {
        Map<Integer, String> map = new HashMap<>();
        map.put(1, "Java");
        map.put(2, "JavaSE");
        map.put(3, "JavaEE");
        map.put(4, "Spring");
        map.put(5, "SpringMVC");
        map.put(6, "MyBatis");

        Iterator<Integer> iterator = map.keySet().iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            Integer key = iterator.next();
            System.out.println(key + "：" + map.get(key));
        }
    }

    /**
     * 3. ForEach EntrySet
     */
    @Test
    public void test3() {
        Map<Integer, String> map = new HashMap<>();
        map.put(1, "Java");
        map.put(2, "JavaSE");
        map.put(3, "JavaEE");
        map.put(4, "Spring");
        map.put(5, "SpringMVC");
        map.put(6, "MyBatis");

        for (Map.Entry<Integer, String> entry : map.entrySet()) {
            System.out.println(entry.getKey() + "：" + entry.getValue());
        }
    }

    /**
     * 4. ForEach KeySet
     */
    @Test
    public void test4() {
        Map<Integer, String> map = new HashMap<>();
        map.put(1, "Java");
        map.put(2, "JavaSE");
        map.put(3, "JavaEE");
        map.put(4, "Spring");
        map.put(5, "SpringMVC");
        map.put(6, "MyBatis");

        for (Integer key : map.keySet()) {
            System.out.println(key + "：" + map.get(key));
        }
    }

    /**
     * 5. Lambda 表達(dá)式
     */
    @Test
    public void test5() {
        Map<Integer, String> map = new HashMap<>();
        map.put(1, "Java");
        map.put(2, "JavaSE");
        map.put(3, "JavaEE");
        map.put(4, "Spring");
        map.put(5, "SpringMVC");
        map.put(6, "MyBatis");

        map.forEach((key, value) -> {
            System.out.println(key + "：" + value);
        });
    }

    /**
     * 6. Stream API 單線程
     */
    @Test
    public void test6() {
        Map<Integer, String> map = new HashMap<>();
        map.put(1, "Java");
        map.put(2, "JavaSE");
        map.put(3, "JavaEE");
        map.put(4, "Spring");
        map.put(5, "SpringMVC");
        map.put(6, "MyBatis");

        map.entrySet().stream().forEach((entry) -> {
            System.out.println(entry.getKey() + "：" + entry.getValue());
        });
    }

    /**
     * 7. Stream API 多線程
     */
    @Test
    public void test7() {
        Map<Integer, String> map = new HashMap<>();
        map.put(1, "Java");
        map.put(2, "JavaSE");
        map.put(3, "JavaEE");
        map.put(4, "Spring");
        map.put(5, "SpringMVC");
        map.put(6, "MyBatis");

        map.entrySet().parallelStream().forEach((entry) -> {
            System.out.println(entry.getKey() + "：" + entry.getValue());
        });
    }
}

2、性能分析

使用 Oracle 官方提供的性能測試工具 JMH（Java Microbenchmark Harness，JAVA 微基準(zhǔn)測試套件）來測試一下這 7 種循環(huán)的性能。

使用 JMH 進(jìn)行性能基準(zhǔn)測試

2.1 引入依賴

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.openjdk.jmh/jmh-core -->
<dependency>
    <groupId>org.openjdk.jmh</groupId>
    <artifactId>jmh-core</artifactId>
    <version>1.23</version>
</dependency>
<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.openjdk.jmh/jmh-generator-annprocess -->
<dependency>
    <groupId>org.openjdk.jmh</groupId>
    <artifactId>jmh-generator-annprocess</artifactId>
    <version>1.23</version>
    <scope>provided</scope>
</dependency>

2.2 編寫測試類

直接復(fù)制粘貼即可！

/**
 * @ClassName HashMapCycleTest
 * @Author YH
 * @Date 2021/11/12
 * @Version 1.0
 */
@BenchmarkMode(Mode.AverageTime) // 測試完成時(shí)間
@OutputTimeUnit(TimeUnit.NANOSECONDS)
@Warmup(iterations = 2, time = 1, timeUnit = TimeUnit.SECONDS) // 預(yù)熱 2 輪，每次 1s
@Measurement(iterations = 5, time = 1, timeUnit = TimeUnit.SECONDS) // 測試 5 輪，每次 1s
@Fork(1) // fork 1 個(gè)線程
@State(Scope.Thread) // 每個(gè)測試線程一個(gè)實(shí)例
public class HashMapCycleTest {
    /**
     * 類加載時(shí)賦值
     */
    static Map<Integer, String> map = new HashMap() {{
        // 添加數(shù)據(jù)
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            put(i, "val:" + i);
        }
    }};

    public static void main(String[] args) throws RunnerException {
        // 啟動(dòng)基準(zhǔn)測試
        Options opt = new OptionsBuilder()
                // 要導(dǎo)入的測試類
                .include(HashMapCycleTest.class.getSimpleName())
                // 輸出測試結(jié)果的文件
                .output("D:/JAVA/面試/workplace/interview/jmh-hashMap.log")
                .build();
        // 執(zhí)行測試
        new Runner(opt).run();
    }

    /**
     * 迭代器 EntrySet
     */
    @Benchmark
    public void entrySet() {
        // 遍歷
        Iterator<Map.Entry<Integer, String>> iterator = map.entrySet().iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            Map.Entry<Integer, String> entry = iterator.next();
            Integer k = entry.getKey();
            String v = entry.getValue();
        }
    }

    /**
     * ForEach EntrySet
     */
    @Benchmark
    public void forEachEntrySet() {
        // 遍歷
        for (Map.Entry<Integer, String> entry : map.entrySet()) {
            Integer k = entry.getKey();
            String v = entry.getValue();
        }
    }

    /**
     * 迭代器 KeySet
     */
    @Benchmark
    public void keySet() {
        // 遍歷
        Iterator<Integer> iterator = map.keySet().iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            Integer k = iterator.next();
            String v = map.get(k);
        }
    }

    /**
     * ForEach KeySet
     */
    @Benchmark
    public void forEachKeySet() {
        // 遍歷
        for (Integer key : map.keySet()) {
            Integer k = key;
            String v = map.get(k);
        }
    }

    /**
     * Lambda 表達(dá)式
     */
    @Benchmark
    public void lambda() {
        // 遍歷
        map.forEach((key, value) -> {
            Integer k = key;
            String v = value;
        });
    }

    /**
     * Stream API 單線程
     */
    @Benchmark
    public void streamApi() {
        // 單線程遍歷
        map.entrySet().stream().forEach((entry) -> {
            Integer k = entry.getKey();
            String v = entry.getValue();
        });
    }

    /**
     * Stream API 多線程
     * 這個(gè)不用測，可以肯定性能是最好的。
     * 如果把這個(gè)加入進(jìn)測試了，理論上來說性能應(yīng)該是最差的（已經(jīng)測試過）
     * 為啥這么說？因?yàn)槟惚緛砭烷_了好幾個(gè)線程來測試其他方法了，
     * 你這個(gè)方法還想再多搞幾個(gè)線程來提升性能已經(jīng)不可能了，線程都分配完了。
     * 線程上下文切換的時(shí)間會(huì)更長！?。∷圆荒芤黄饻y試?。?！
     */
    public void parallelStreamApi() {
        // 多線程遍歷
        map.entrySet().parallelStream().forEach((entry) -> {
            Integer k = entry.getKey();
            String v = entry.getValue();
        });
    }
}

2.3 測試結(jié)果

運(yùn)行程序，查看輸出日志！

（1）第一次

第一次測試結(jié)果

（2）第二次

第二次測試結(jié)果

（3）第三次

第三次測試結(jié)果

2.4 分析

上圖解釋：測試結(jié)論{測試的方法（Benchmark）、測試類型（Mode）、測試總次數(shù)(Cnt)、測試結(jié)果(Score)、誤差(Error)、單位(Units)}

其中 Units 為 ns/op 意思是執(zhí)行完成時(shí)間（單位為納秒），而 Score 列為平均執(zhí)行時(shí)間， ± 符號(hào)表示誤差。

從以上結(jié)果可以看出，Lambda 和兩個(gè) EntrySet 的性能相近，接下來是 Stream API 單線程，然后是 KeySet，性能最差。

2.5 總結(jié)

從以上結(jié)果可以看出 entrySet 的性能比 keySet 的性能高出了一倍之多，因此我們應(yīng)該盡量使用 entrySet 來實(shí)現(xiàn) Map 集合的遍歷，當(dāng)然，如果熟練 Lambda 用 Lambda 更好咯，畢竟代碼簡潔。

如果想深入了解為啥性能會(huì)差別這么大，建議查看字節(jié)碼文件進(jìn)行分析?；蛘呤鞘褂?javap -c 類名.class 進(jìn)行反編譯，查看底層的實(shí)現(xiàn)。

到此這篇關(guān)于java中HashMap的7種遍歷方式與性能分析的文章就介紹到這了,更多相關(guān)java HashMap遍歷 內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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