HashMap循环遍历方式及其性能对比

主要介绍HashMap的四种循环遍历方式,各种方式的性能测试对比,根据HashMap的源码实现分析性能结果,总结结论。

1. Map的四种遍历方式

下面只是简单介绍各种遍历示例(以HashMap为例),各自优劣会在本文后面进行分析给出结论。

(1) for each map.entrySet()

Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
for (Entry<String, String> entry : map.entrySet()) {
	entry.getKey();
	entry.getValue();
}

(2) 显示调用map.entrySet()的集合迭代器

Iterator<Map.Entry<String, String>> iterator = map.entrySet().iterator();
while (iterator.hasNext()) {
	Map.Entry<String, String> entry = iterator.next();
	entry.getKey();
	entry.getValue();
}

(3) for each map.keySet(),再调用get获取

Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
for (String key : map.keySet()) {
	map.get(key);
}

(4) for each map.entrySet(),用临时变量保存map.entrySet()

Set<Entry<String, String>> entrySet = map.entrySet();
for (Entry<String, String> entry : entrySet) {
	entry.getKey();
	entry.getValue();
}

在测试前大家可以根据对HashMap的了解,想想上面四种遍历方式哪个性能更优。

2、HashMap四种遍历方式的性能测试及对比

以下是性能测试代码,会输出不同数量级大小的HashMap各种遍历方式所花费的时间。

HashMap循环遍历方式性能对比测试代码

PS:如果运行报异常in thread “main” java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space,请将main函数里面map size的大小减小。

其中getHashMaps函数会返回不同size的HashMap。

loopMapCompare函数会分别用上面的遍历方式1-4去遍历每一个map数组(包含不同大小HashMap)中的HashMap。

print开头函数为输出辅助函数,可忽略。

测试环境为Windows7 32位系统 3.2G双核CPU 4G内存,Java 7,Eclipse -Xms512m -Xmx512m

最终测试结果如下:

compare loop performance of HashMap
-----------------------------------------------------------------------
map size               | 10,000    | 100,000   | 1,000,000 | 2,000,000 
-----------------------------------------------------------------------
for each entrySet      | 2 ms      | 6 ms      | 36 ms     | 91 ms     
-----------------------------------------------------------------------
for iterator entrySet  | 0 ms      | 4 ms      | 35 ms     | 89 ms     
-----------------------------------------------------------------------
for each keySet        | 1 ms      | 6 ms      | 48 ms     | 126 ms    
-----------------------------------------------------------------------
for entrySet=entrySet()| 1 ms      | 4 ms      | 35 ms     | 92 ms     
-----------------------------------------------------------------------

表横向为同一遍历方式不同大小HashMap遍历的时间消耗,纵向为同一HashMap不同遍历方式遍历的时间消耗。

PS:由于首次遍历HashMap会稍微多耗时一点,for each的结果稍微有点偏差,将测试代码中的几个Type顺序调换会发现,for each entrySet耗时和for iterator entrySet接近。

3、遍历方式性能测试结果分析

(1) foreach介绍

见:ArrayList和LinkedList的几种循环遍历方式及性能对比分析中介绍。

(2) HashMap遍历方式结果分析

从上面知道for each与显示调用Iterator等价,上表的结果中可以看出除了第三种方式(for each map.keySet()),再调用get获取方式外,其他三种方式性能相当。本例还是hash值散列较好的情况,若散列算法较差,第三种方式会更加耗时。

我们看看HashMap entrySet和keySet的源码

private final class KeyIterator extends HashIterator<K> {
	public K next() {
		return nextEntry().getKey();
	}
}

private final class EntryIterator extends HashIterator<Map.Entry<K,V>> {
	public Map.Entry<K,V> next() {
		return nextEntry();
	}
}

分别是keySet()和entrySet()返回的set的迭代器,从中我们可以看到只是返回值不同而已,父类相同,所以性能相差不多。只是第三种方式多了一步根据key get得到value的操作而已。get的时间复杂度根据hash算法而异,源码如下:

public V get(Object key) {
	if (key == null)
		return getForNullKey();
	Entry<K,V> entry = getEntry(key);

	return null == entry ? null : entry.getValue();
}

/**
 * Returns the entry associated with the specified key in the
 * HashMap.  Returns null if the HashMap contains no mapping
 * for the key.
 */
final Entry<K,V> getEntry(Object key) {
	int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);
	for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];
		 e != null;
		 e = e.next) {
		Object k;
		if (e.hash == hash &&
			((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
			return e;
	}
	return null;
}

get的时间复杂度取决于for循环循环次数,即hash算法。

4、结论总结

从上面的分析来看:
a. HashMap的循环,如果既需要key也需要value,直接用

Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
for (Entry<String, String> entry : map.entrySet()) {
	entry.getKey();
	entry.getValue();
}

即可,foreach简洁易懂。

b. 如果只是遍历key而无需value的话,可以直接用

Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
for (String key : map.keySet()) {
	// key process
}

HashMap循环遍历方式及其性能对比

  • qq_43638135
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