java中的接口是类吗
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2022-09-15
java中HashMap的7种遍历方式与性能分析
java中HashMap的7种遍历方式与性能分析
目录1、遍历方式1.1 迭代器 EntrySet1.2 迭代器 KeySet1.3 ForEach EntrySet1.4 ForEach KeySet1.5 Lambda 表达式1.6 Stream API 单线程1.7 Stream API 多线程1.8 代码汇总2、性能分析2.1 引入依赖2.2 编写测试类2.3 测试结果2.4 分析2.5 总结
1、遍历方式
1.1 迭代器 EntrySet
/**
* 1. 迭代器 EntrySet
*/
@Test
public void test1() {
Map
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
while (iterator.hasNext()) {
Map.Entry
System.out.println(entry.getKey() + "：" + entry.getValue());
}
}
1.2 迭代器 KeySet
/**
* 2. 迭代器 KeySet
*/
@Test
public void test2() {
Map
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
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
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
System.out.println(entry.getKey() + "：" + entry.getValue());
}
}
1.4 ForEach KeySet
/**
* 4. ForEach KeySet
*/
@Test
public void test4() {
Map
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 表达式
/**
* 5. Lambda 表达式
*/
@Test
public void test5() {
Map
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 单线程
/**
* 6. Stream API 单线程
*/
@Test
public void test6() {
Map
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 多线程
/**
* 7. Stream API 多线程
*/
@Test
public void test7() {
Map
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 代码汇总
/**
* HashMap 的 7 种遍历方式
* @ClassName HashMapTraverse
* @Author YH
* @Date 2021/11/12
* @Version 1.0
*/
public class HashMapTraverseTest {
/**
* 1. 迭代器 EntrySet
*/
@Test
public void test1() {
Map
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
while (iterator.hasNext()) {
Map.Entry
System.out.println(entry.getKey() + "：" + entry.getValue());
}
}
/**
* 2. 迭代器 KeySet
*/
@Test
public void test2() {
Map
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
while (iterator.hasNext()) {
Integer key = iterator.next();
System.out.println(key + "：" + map.get(key));
}
}
/**
* 3. ForEach EntrySet
*/
@Test
public void test3() {
Map
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
System.out.println(entry.getKey() + "：" + entry.getValue());
}
}
/**
* 4. ForEach KeySet
*/
@Test
public void test4() {
Map
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 表达式
*/
@Test
public void test5() {
Map
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 单线程
*/
@Test
public void test6() {
Map
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 多线程
*/
@Test
public void test7() {
Map
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 官方提供的性能测试工具 JMH（Java Microbenchmark Harness，JAVA 微基准测试套件）来测试一下这 7 种循环的性能。
使用 JMH 进行性能基准测试
2.1 引入依赖
2.2 编写测试类
直接复制粘贴即可！
/**
* @ClassName HashMapCycleTest
* @Author YH
* @Date 2021/11/12
* @Version 1.0
*/
@BenchmarkMode(Mode.AverageTime) // 测试完成时间
@OutputTimeUnit(TimeUnit.NANOSECONDS)
@Warmup(iterations = 2, time = 1, timeUnit = TimeUnit.SECONDS) // 预热 2 轮，每次 1s
@Measurement(iterations = 5, time = 1, timeUnit = TimeUnit.SECONDS) // 测试 5 轮，每次 1s
@Fork(1) // fork 1 个线程
@State(Scope.Thread) // 每个测试线程一个实例
public class HashMapCycleTest {
/**
* 类加载时赋值
*/
static Map
// 添加数据
for (int i = 0; i < 100; i++) {
put(i, "val:" + i);
}
}};
public static void main(String[] args) throws RunnerException {
// 启动基准测试
Options opt = new OptionsBuilder()
// 要导入的测试类
.include(HashMapCycleTest.class.getSimpleName())
// 输出测试结果的文件
.output("D:/JAVA/面试/workplace/interview/jmh-hashMap.log")
.build();
// 执行测试
new Runner(opt).run();
}
/**
* 迭代器 EntrySet
*/
@Benchmark
public void entrySet() {
// 遍历
Iterator
while (iterator.hasNext()) {
Map.Entry
Integer k = entry.getKey();
String v = entry.getValue();
}
}
/**
* ForEach EntrySet
*/
@Benchmark
public void forEachEntrySet() {
// 遍历
for (Map.Entry
Integer k = entry.getKey();
String v = entry.getValue();
}
}
/**
* 迭代器 KeySet
*/
@Benchmark
public void keySet() {
// 遍历
Iterator
while (iterator.hasNext()) {
Integer k = iterator.next();
String v = map.get(k);
}
}
/**
* ForEach KeySet
*/
@Benchmark
public void forEachKeySet() {
// 遍历
for (Integer key : map.keySet()) {
Integer k = key;
String v = map.get(k);
}
}
/**
* Lambda 表达式
*/
@Benchmark
public void lambda() {
// 遍历
map.forEach((key, value) -> {
Integer k = key;
String v = value;
});
}
/**
* Stream API 单线程
*/
@Benchmark
public void stPvJlAreamApi() {
// 单线程遍历
map.entrySet().stream().forEach((entry) -> {
Integer k = entry.getKey();
String v = entry.getValue();
});
}
/**
* Stream API 多线程
* 这个不用测，可以肯定性能是最好的。
* 如果把这个加入进测试了，理论上来说性能应该是最差的（已经测试过）
* 为啥这么说？因为你本来就开了好几个线程来测试其他方法了，
* 你这个方法还想再多搞几个线程来提升性能已经不可能了，线程都分配完了。
* 线程上下文切换的时间会更长！！！所以不能一起测试！！！
*/
public void parallelStreamApi() {
// 多线程遍历
map.entrySet().parallelStream().forEach((entry) -> {
Integer k = entry.getKey();
String v = entry.getValue();
});
}
}
2.3 测试结果
运行程序，查看输出日志！
（1）第一次
（2）第二次
（3）第三次
2.4 分析
上图解释：测试结论{测试的方法（Benchmark）、测试类型（Mode）、测试总次数(Cnt)、测试结果(Score)、误差(Error)、单位(Units)}
其中 Units 为 ns/op 意思是执行完成时间（单位为纳秒），而 Score 列为平均执行时间， 符号表示误差。
从以上结果可以看出，Lambda 和两个 EntrySet 的性能相近，接下来是 Stream API 单线程，然后是 KeySet，性能最差。
2.5 总结
从以上结果可以看出 entrySet 的性能比 keySet 的性能高出了一倍之多，因此我们应该尽量使用 entrySet 来实现 Map 集合的遍历，当然，如果熟练 Lambda 用 Lambda 更好咯，毕竟代码简洁。
如果想深入了解为啥性能会差别这么大，建议查看字节码文件进行分析。或者是使用 javap -c 类名.class 进行反编译，查看底层的实现。
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