成人免费xxxxx在线视频软件_久久精品久久久_亚洲国产精品久久久_天天色天天色_亚洲人成一区_欧美一级欧美三级在线观看

HashMap的7種遍歷方式+性能分析！

作者：佚名
開發 后端
本文先從 HashMap 的遍歷方法講起，然后再從性能、原理以及安全性等方面，來分析 HashMap 各種遍歷方式的優勢與不足。

 隨著 JDK 1.8 Streams API 的發布，使得 HashMap 擁有了更多的遍歷的方式，但應該選擇那種遍歷方式？反而成了一個問題。

本文先從 HashMap 的遍歷方法講起，然后再從性能、原理以及安全性等方面，來分析 HashMap 各種遍歷方式的優勢與不足，本文主要內容如下圖所示：

HashMap 遍歷

HashMap 遍歷從大的方向來說，可分為以下 4 類：

  1.  迭代器（Iterator）方式遍歷；
  2.  For Each 方式遍歷；
  3.  Lambda 表達式遍歷（JDK 1.8+）;
  4.  Streams API 遍歷（JDK 1.8+）。

但每種類型下又有不同的實現方式，因此具體的遍歷方式又可以分為以下 7 種：

  •  使用迭代器（Iterator）EntrySet 的方式進行遍歷；
  •  使用迭代器（Iterator）KeySet 的方式進行遍歷；
  •  使用 For Each EntrySet 的方式進行遍歷；
  •  使用 For Each KeySet 的方式進行遍歷；
  •  使用 Lambda 表達式的方式進行遍歷；
  •  使用 Streams API 單線程的方式進行遍歷；
  •  使用 Streams API 多線程的方式進行遍歷。

接下來我們來看每種遍歷方式的具體實現代碼。

1.迭代器 EntrySet 

  1. public class HashMapTest {  
  2.     public static void main(String[] args) {  
  3.         // 創建并賦值 HashMap  
  4.         Map<Integer, String> map = new HashMap();  
  5.         map.put(1, "Java");  
  6.         map.put(2, "JDK");  
  7.         map.put(3, "Spring Framework");  
  8.         map.put(4, "MyBatis framework");  
  9.         map.put(5, "Java中文社群");  
  10.         // 遍歷  
  11.         Iterator<Map.Entry<Integer, String>> iterator = map.entrySet().iterator();  
  12.         while (iterator.hasNext()) {  
  13.             Map.Entry<Integer, String> entry = iterator.next();  
  14.             System.out.println(entry.getKey());  
  15.             System.out.println(entry.getValue());  
  16.         }  
  17.     }  
  18. } 

以上程序的執行結果為：

1

Java

2

JDK

3

Spring Framework

4

MyBatis framework

5

Java中文社群

2.迭代器 KeySet 

  1. public class HashMapTest {  
  2.     public static void main(String[] args) {  
  3.         // 創建并賦值 HashMap  
  4.         Map<Integer, String> map = new HashMap();  
  5.         map.put(1, "Java");  
  6.         map.put(2, "JDK");  
  7.         map.put(3, "Spring Framework");  
  8.         map.put(4, "MyBatis framework");  
  9.         map.put(5, "Java中文社群");  
  10.         // 遍歷  
  11.         Iterator<Integer> iterator = map.keySet().iterator();  
  12.         while (iterator.hasNext()) {  
  13.             Integer key = iterator.next();  
  14.             System.out.println(key);  
  15.             System.out.println(map.get(key));  
  16.         }  
  17.     }  
  18. } 

以上程序的執行結果為：

1

Java

2

JDK

3

Spring Framework

4

MyBatis framework

5

Java中文社群

3.ForEach EntrySet 

  1. public class HashMapTest {  
  2.     public static void main(String[] args) {  
  3.         // 創建并賦值 HashMap  
  4.         Map<Integer, String> map = new HashMap();  
  5.         map.put(1, "Java");  
  6.         map.put(2, "JDK");  
  7.         map.put(3, "Spring Framework");  
  8.         map.put(4, "MyBatis framework");  
  9.         map.put(5, "Java中文社群");  
  10.         // 遍歷  
  11.         for (Map.Entry<Integer, String> entry : map.entrySet()) {  
  12.             System.out.println(entry.getKey());  
  13.             System.out.println(entry.getValue());  
  14.         }  
  15.     }  
  16. } 

以上程序的執行結果為：

1

Java

2

JDK

3

Spring Framework

4

MyBatis framework

5

Java中文社群

4.ForEach KeySet 

  1. public class HashMapTest {  
  2.     public static void main(String[] args) {  
  3.         // 創建并賦值 HashMap  
  4.         Map<Integer, String> map = new HashMap();  
  5.         map.put(1, "Java");  
  6.         map.put(2, "JDK");  
  7.         map.put(3, "Spring Framework");  
  8.         map.put(4, "MyBatis framework");  
  9.         map.put(5, "Java中文社群");  
  10.         // 遍歷  
  11.         for (Integer key : map.keySet()) {  
  12.             System.out.println(key);  
  13.             System.out.println(map.get(key));  
  14.         }  
  15.     }  
  16. } 

以上程序的執行結果為：

1

Java

2

JDK

3

Spring Framework

4

MyBatis framework

5

Java中文社群

5.Lambda 

  1. public class HashMapTest {  
  2.     public static void main(String[] args) {  
  3.         // 創建并賦值 HashMap  
  4.         Map<Integer, String> map = new HashMap();  
  5.         map.put(1, "Java");  
  6.         map.put(2, "JDK");  
  7.         map.put(3, "Spring Framework");  
  8.         map.put(4, "MyBatis framework");  
  9.         map.put(5, "Java中文社群");  
  10.         // 遍歷  
  11.         map.forEach((key, value) -> {  
  12.             System.out.println(key);  
  13.             System.out.println(value);  
  14.         });  
  15.     }  
  16. } 

以上程序的執行結果為：

1

Java

2

JDK

3

Spring Framework

4

MyBatis framework

5

Java中文社群

6.Streams API 單線程 

  1. public class HashMapTest {  
  2.     public static void main(String[] args) {  
  3.         // 創建并賦值 HashMap  
  4.         Map<Integer, String> map = new HashMap();  
  5.         map.put(1, "Java");  
  6.         map.put(2, "JDK");  
  7.         map.put(3, "Spring Framework");  
  8.         map.put(4, "MyBatis framework");  
  9.         map.put(5, "Java中文社群");  
  10.         // 遍歷  
  11.         map.entrySet().stream().forEach((entry) -> {  
  12.             System.out.println(entry.getKey());  
  13.             System.out.println(entry.getValue());  
  14.         });  
  15.     }  
  16. } 

以上程序的執行結果為：

1

Java

2

JDK

3

Spring Framework

4

MyBatis framework

5

Java中文社群

7.Streams API 多線程 

  1. public class HashMapTest {  
  2.     public static void main(String[] args) {  
  3.         // 創建并賦值 HashMap  
  4.         Map<Integer, String> map = new HashMap();  
  5.         map.put(1, "Java");  
  6.         map.put(2, "JDK");  
  7.         map.put(3, "Spring Framework");  
  8.         map.put(4, "MyBatis framework");  
  9.         map.put(5, "Java中文社群");  
  10.         // 遍歷  
  11.         map.entrySet().parallelStream().forEach((entry) -> { 
  12.             System.out.println(entry.getKey());  
  13.             System.out.println(entry.getValue());  
  14.         });  
  15.     }  
  16. } 

以上程序的執行結果為：

4

MyBatis framework

5

Java中文社群

1

Java

2

JDK

3

Spring Framework

性能測試

接下來我們使用 Oracle 官方提供的性能測試工具 JMH（Java Microbenchmark Harness，JAVA 微基準測試套件）來測試一下這 7 種循環的性能。

首先，我們先要引入 JMH 框架，在 pom.xml 文件中添加如下配置： 

  1. <!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.openjdk.jmh/jmh-core -->  
  2. <dependency>  
  3.     <groupId>org.openjdk.jmh</groupId>  
  4.     <artifactId>jmh-core</artifactId>  
  5.     <version>1.23</version>  
  6. </dependency>  
  7. <!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.openjdk.jmh/jmh-generator-annprocess -->  
  8. <dependency>  
  9.     <groupId>org.openjdk.jmh</groupId>  
  10.     <artifactId>jmh-generator-annprocess</artifactId>  
  11.     <version>1.23</version>  
  12.     <scope>provided</scope>  
  13. </dependency> 

然后編寫測試代碼，如下所示： 

  1. @BenchmarkMode(Mode.AverageTime) // 測試完成時間  
  2. @OutputTimeUnit(TimeUnit.NANOSECONDS)  
  3. @Warmup(iterations = 2, time = 1, timeUnit = TimeUnit.SECONDS) // 預熱 2 輪，每次 1s  
  4. @Measurement(iterations = 5, time = 1, timeUnit = TimeUnit.SECONDS) // 測試 5 輪，每次 1s  
  5. @Fork(1) // fork 1 個線程  
  6. @State(Scope.Thread) // 每個測試線程一個實例  
  7. public class HashMapCycleTest {  
  8.     static Map<Integer, String> map = new HashMap() {{  
  9.         // 添加數據  
  10.         for (int i = 0; i < 100; i++) {  
  11.             put(i, "val:" + i);  
  12.         }  
  13.     }};  
  14.     public static void main(String[] args) throws RunnerException {  
  15.         // 啟動基準測試  
  16.         Options opt = new OptionsBuilder()  
  17.                 .include(HashMapCycle.class.getSimpleName()) // 要導入的測試類  
  18.                 .output("/Users/admin/Desktop/jmh-map.log") // 輸出測試結果的文件  
  19.                 .build();  
  20.         new Runner(opt).run(); // 執行測試  
  21.     }  
  22.     @Benchmark  
  23.     public void entrySet() {  
  24.         // 遍歷  
  25.         Iterator<Map.Entry<Integer, String>> iterator = map.entrySet().iterator();  
  26.         while (iterator.hasNext()) {  
  27.             Map.Entry<Integer, String> entry = iterator.next();  
  28.             Integer k = entry.getKey();  
  29.             String v = entry.getValue();  
  30.         }  
  31.     }  
  32.     @Benchmark 
  33.      public void forEachEntrySet() {  
  34.         // 遍歷  
  35.         for (Map.Entry<Integer, String> entry : map.entrySet()) {  
  36.             Integer k = entry.getKey();  
  37.             String v = entry.getValue();  
  38.         }  
  39.     }  
  40.     @Benchmark  
  41.     public void keySet() {  
  42.         // 遍歷  
  43.         Iterator<Integer> iterator = map.keySet().iterator();  
  44.         while (iterator.hasNext()) {  
  45.             Integer k = iterator.next();  
  46.             String v = map.get(k);  
  47.         }  
  48.     }  
  49.     @Benchmark  
  50.     public void forEachKeySet() {  
  51.         // 遍歷  
  52.         for (Integer key : map.keySet()) {  
  53.             Integer k = key;  
  54.             String v = map.get(k);  
  55.         } 
  56.     }  
  57.     @Benchmark  
  58.     public void lambda() { 
  59.          // 遍歷  
  60.         map.forEach((key, value) -> {  
  61.             Integer k = key;  
  62.             String v = value;  
  63.         });  
  64.     }  
  65.     @Benchmark 
  66.      public void streamApi() {  
  67.         // 單線程遍歷  
  68.         map.entrySet().stream().forEach((entry) -> {  
  69.             Integer k = entry.getKey();  
  70.             String v = entry.getValue();  
  71.         });  
  72.     }  
  73.     public void parallelStreamApi() {  
  74.         // 多線程遍歷  
  75.         map.entrySet().parallelStream().forEach((entry) -> {  
  76.             Integer k = entry.getKey();  
  77.             String v = entry.getValue();  
  78.         });  
  79.     }  
  80. } 

所有被添加了 @Benchmark 注解的方法都會被測試，因為 parallelStream 為多線程版本性能一定是最好的，所以就不參與測試了，其他 6 個方法的測試結果如下：

其中 Units 為 ns/op 意思是執行完成時間（單位為納秒），而 Score 列為平均執行時間， ± 符號表示誤差。從以上結果可以看出，兩個 entrySet 的性能相近，并且執行速度最快，接下來是 stream ，然后是兩個 keySet，性能最差的是 KeySet 。

注：以上結果基于測試環境：JDK 1.8 / Mac mini (2018) / Idea 2020.1

結論

從以上結果可以看出 entrySet 的性能比 keySet 的性能高出了一倍之多，因此我們應該盡量使用 entrySet  來實現 Map 集合的遍歷。

字節碼分析

要理解以上的測試結果，我們需要把所有遍歷代碼通過 javac 編譯成字節碼來看具體的原因。

編譯后，我們使用 Idea 打開字節碼，內容如下： 

  1. //  
  2. // Source code recreated from a .class file by IntelliJ IDEA  
  3. // (powered by Fernflower decompiler)  
  4. //  
  5. package com.example;  
  6. import java.util.HashMap;  
  7. import java.util.Iterator;  
  8. import java.util.Map;  
  9. import java.util.Map.Entry;  
  10. public class HashMapTest {  
  11.     static Map<Integer, String> map = new HashMap() {  
  12.         {  
  13.             for(int var1 = 0; var1 < 2; ++var1) {  
  14.                 this.put(var1, "val:" + var1);  
  15.             }  
  16.         }  
  17.     };  
  18.     public HashMapTest() {  
  19.     } 
  20.     public static void main(String[] var0) {  
  21.         entrySet();  
  22.         keySet();  
  23.         forEachEntrySet();  
  24.         forEachKeySet();  
  25.         lambda();  
  26.         streamApi();  
  27.         parallelStreamApi();  
  28.     }  
  29.     public static void entrySet() {  
  30.         Iterator var0 = map.entrySet().iterator();  
  31.         while(var0.hasNext()) {  
  32.             Entry var1 = (Entry)var0.next();  
  33.             System.out.println(var1.getKey());  
  34.             System.out.println((String)var1.getValue());  
  35.         }  
  36.     }  
  37.     public static void keySet() {  
  38.         Iterator var0 = map.keySet().iterator();  
  39.         while(var0.hasNext()) {  
  40.             Integer var1 = (Integer)var0.next();  
  41.             System.out.println(var1);  
  42.             System.out.println((String)map.get(var1));  
  43.         } 
  44.     } 
  45.     public static void forEachEntrySet() {  
  46.         Iterator var0 = map.entrySet().iterator();  
  47.         while(var0.hasNext()) {  
  48.             Entry var1 = (Entry)var0.next();  
  49.             System.out.println(var1.getKey());  
  50.             System.out.println((String)var1.getValue()); 
  51.         }  
  52.     }  
  53.     public static void forEachKeySet() {  
  54.         Iterator var0 = map.keySet().iterator();  
  55.         while(var0.hasNext()) {  
  56.             Integer var1 = (Integer)var0.next();  
  57.             System.out.println(var1);  
  58.             System.out.println((String)map.get(var1));  
  59.         }  
  60.     }  
  61.     public static void lambda() {  
  62.         map.forEach((var0, var1) -> {  
  63.             System.out.println(var0);  
  64.             System.out.println(var1);  
  65.         });  
  66.     }  
  67.     public static void streamApi() {  
  68.         map.entrySet().stream().forEach((var0) -> {  
  69.             System.out.println(var0.getKey());  
  70.             System.out.println((String)var0.getValue());  
  71.         });  
  72.     }  
  73.     public static void parallelStreamApi() {  
  74.         map.entrySet().parallelStream().forEach((var0) -> {  
  75.             System.out.println(var0.getKey());  
  76.             System.out.println((String)var0.getValue());  
  77.         });  
  78.     }  
  79. } 

從結果可以看出，除了 Lambda 和 Streams API 之外，通過迭代器循環和 for 循環的遍歷的 EntrySet 最終生成的代碼是一樣的，他們都是在循環中創建了一個遍歷對象 Entry ，代碼如下： 

  1. public static void entrySet() {  
  2.     Iterator var0 = map.entrySet().iterator();  
  3.     while(var0.hasNext()) {  
  4.         Entry var1 = (Entry)var0.next();  
  5.         System.out.println(var1.getKey());  
  6.         System.out.println((String)var1.getValue());  
  7.     }  
  8. }  
  9. public static void forEachEntrySet() {  
  10.     Iterator var0 = map.entrySet().iterator();  
  11.     while(var0.hasNext()) {  
  12.         Entry var1 = (Entry)var0.next();  
  13.         System.out.println(var1.getKey());  
  14.         System.out.println((String)var1.getValue());  
  15.     }  
  16. } 

而 KeySet 的代碼也是類似的，如下所示： 

  1. public static void keySet() {  
  2.     Iterator var0 = map.keySet().iterator();  
  3.     while(var0.hasNext()) {  
  4.         Integer var1 = (Integer)var0.next();  
  5.         System.out.println(var1);  
  6.         System.out.println((String)map.get(var1));  
  7.     }  
  8. }   
  9. public static void forEachKeySet() {  
  10.     Iterator var0 = map.keySet().iterator();  
  11.     while(var0.hasNext()) {  
  12.         Integer var1 = (Integer)var0.next();  
  13.         System.out.println(var1);  
  14.         System.out.println((String)map.get(var1));  
  15.     }  
  16. } 

所以我們在使用迭代器或是 for 循環 EntrySet 時，他們的性能都是相同的，因為他們最終生成的字節碼基本都是一樣的；同理 KeySet 的兩種遍歷方式也是類似的。

性能分析

EntrySet 之所以比 KeySet 的性能高是因為，KeySet 在循環時使用了 map.get(key)，而 map.get(key) 相當于又遍歷了一遍 Map 集合去查詢 key 所對應的值。為什么要用“又”這個詞？那是因為在使用迭代器或者 for 循環時，其實已經遍歷了一遍 Map 集合了，因此再使用 map.get(key) 查詢時，相當于遍歷了兩遍。

而 EntrySet 只遍歷了一遍 Map 集合，之后通過代碼“Entry<Integer, String> entry = iterator.next()”把對象的 key 和 value 值都放入到了 Entry 對象中，因此再獲取 key 和 value 值時就無需再遍歷 Map 集合，只需要從 Entry 對象中取值就可以了。

所以，EntrySet 的性能比 KeySet 的性能高出了一倍，因為 KeySet 相當于循環了兩遍 Map 集合，而 EntrySet 只循環了一遍。

安全性測試

從上面的性能測試結果和原理分析，我想大家應該選用那種遍歷方式，已經心中有數的，而接下來我們就從「安全」的角度入手，來分析那種遍歷方式更安全。

我們把以上遍歷劃分為四類進行測試：迭代器方式、For 循環方式、Lambda 方式和 Stream 方式，測試代碼如下。

1.迭代器方式 

  1. Iterator<Map.Entry<Integer, String>> iterator = map.entrySet().iterator();  
  2. while (iterator.hasNext()) {  
  3.     Map.Entry<Integer, String> entry = iterator.next();  
  4.     if (entry.getKey() == 1) {  
  5.         // 刪除  
  6.         System.out.println("del:" + entry.getKey());  
  7.         iterator.remove();  
  8.     } else {  
  9.         System.out.println("show:" + entry.getKey());  
  10.     }  
  11. } 

以上程序的執行結果：

show:0

del:1

show:2

測試結果：迭代器中循環刪除數據安全。

2.For 循環方式 

  1. for (Map.Entry<Integer, String> entry : map.entrySet()) {  
  2.     if (entry.getKey() == 1) {  
  3.         // 刪除  
  4.         System.out.println("del:" + entry.getKey());  
  5.         map.remove(entry.getKey());  
  6.     } else {  
  7.         System.out.println("show:" + entry.getKey());  
  8.     }  
  9. } 

以上程序的執行結果：

image.png

測試結果：For 循環中刪除數據非安全。

3.Lambda 方式 

  1. map.forEach((key, value) -> {  
  2.     if (key == 1) {  
  3.         System.out.println("del:" + key);  
  4.         map.remove(key);  
  5.     } else {  
  6.         System.out.println("show:" + key);  
  7.     }  
  8. }); 

以上程序的執行結果：

測試結果：Lambda 循環中刪除數據非安全。

Lambda 刪除的正確方式： 

  1. // 根據 map 中的 key 去判斷刪除  
  2. map.keySet().removeIf(key -> key == 1);  
  3. map.forEach((key, value) -> {  
  4.     System.out.println("show:" + key);  
  5. }); 

以上程序的執行結果：

show:0

show:2

從上面的代碼可以看出，可以先使用 Lambda 的 removeIf 刪除多余的數據，再進行循環是一種正確操作集合的方式。

4.Stream 方式 

  1. map.entrySet().stream().forEach((entry) -> {  
  2.     if (entry.getKey() == 1) {  
  3.         System.out.println("del:" + entry.getKey()); 
  4.         map.remove(entry.getKey());  
  5.     } else {  
  6.         System.out.println("show:" + entry.getKey());  
  7.     }  
  8. }); 

以上程序的執行結果：

image.png

測試結果：Stream 循環中刪除數據非安全。

Stream 循環的正確方式： 

  1. map.entrySet().stream().filter(m -> 1 != m.getKey()).forEach((entry) -> {  
  2.     if (entry.getKey() == 1) {  
  3.         System.out.println("del:" + entry.getKey());  
  4.     } else {  
  5.         System.out.println("show:" + entry.getKey());  
  6.     }  
  7. }); 

以上程序的執行結果：

show:0

show:2

從上面的代碼可以看出，可以使用 Stream 中的 filter 過濾掉無用的數據，再進行遍歷也是一種安全的操作集合的方式。

小結

我們不能在遍歷中使用集合 map.remove() 來刪除數據，這是非安全的操作方式，但我們可以使用迭代器的 iterator.remove() 的方法來刪除數據，這是安全的刪除集合的方式。同樣的我們也可以使用 Lambda 中的 removeIf 來提前刪除數據，或者是使用 Stream 中的 filter 過濾掉要刪除的數據進行循環，這樣都是安全的，當然我們也可以在 for 循環前刪除數據在遍歷也是線程安全的。

總結

本文我們講了 HashMap 4 種遍歷方式：迭代器、for、lambda、stream，以及具體的 7 種遍歷方法，綜合性能和安全性來看，我們應該盡量使用迭代器（Iterator）來遍歷 EntrySet 的遍歷方式來操作 Map 集合，這樣就會既安全又高效了。 

 

責任編輯：龐桂玉 來源： Java知音
HashMap遍歷Java
相關推薦

2022-11-17 15:17:12

Java數據結構Map

2021-04-09 16:22:39

云計算

2018-09-09 15:13:53

2012-05-28 09:54:09

APP 性能

2018-09-25 14:21:08

2021-04-09 11:19:11

云計算云計算產業云應用

2018-05-11 09:17:57

CIO

2019-05-28 10:37:59

物聯網商業戰略IOT

2025-02-13 08:13:29

C#字符串拼接

2023-09-07 11:29:36

API開發

2015-10-10 15:17:34

APM

2020-08-12 08:27:05

前端性能分析工具開發

2021-05-07 09:39:54

數據清洗方式

2020-04-11 22:07:29

存儲分析工具人工智能存儲

2017-12-13 15:10:40

Linux性能分析神器BPF

2024-11-29 07:32:38

2009-09-01 10:00:55

Tomcat集群方式

2021-08-25 10:51:53

數據分析大數據首席數據官

2020-09-14 09:03:25

RPA分析協同自動化工具

2014-04-28 10:17:01

點贊
收藏

51CTO技術棧公眾號

主站蜘蛛池模板： 日日操操 | www.日韩 | 中文字幕国产精品 | 青青草在线播放 | 国产高清免费视频 | 福利网址 | 欧美精品a∨在线观看不卡 欧美日韩中文字幕在线播放 | 亚洲一区电影 | 欧美在线视频a | 99久久99 | 国产欧美日韩综合精品一 | 国产成人区 | 中文字幕视频一区二区 | 日日想夜夜操 | 一区二区三区欧美大片 | 男人的天堂中文字幕 | 99精品九九 | 久久成人高清视频 | 久久精品国产久精国产 | 久优草| 99久久婷婷国产精品综合 | 日本久久一区 | 国产成人a亚洲精品 | 国产精品国产精品国产专区不卡 | 亚洲精品在线视频 | 91网视频 | 在线免费观看a级片 | 日韩高清国产一区在线 | 午夜激情小视频 | 欧美一区二区三区在线观看视频 | 国产aⅴ精品 | 欧美日韩国产中文 | 成人性生交大免费 | 久久一二区 | 日操操| www.com久久久 | 久久er99热精品一区二区 | 久久成人精品视频 | 中文字幕av网 | av在线一区二区三区 | 伊人激情网 |