通過本文，你可以更深入的學習 Java 語言中 forEach 語法的知識，以及它和 C 語言形式的 for 循環、 Steam API 的對比。

簡介

Java 程序員經常使用容器，比如 ArrayList 和 HashSet。Java 8 中的 lambda 語法和 steaming API 可以讓我們更方便的使用容器。大部分情況下，我們僅僅處理幾千個元素，也不會去考慮性能問題。但是，在一些極端場景下，如果我們需要遍歷上百萬個元素，性能問題就凸顯出來了。

本文將采用?JMH?計算每塊代碼的運行時間。

forEach vs. C Style vs. Stream API

遍歷是一個基本的功能。所有編程語言都提供了簡單的語法，讓程序員去遍歷容器。Steam API 以一種非常直接的形式來遍歷容器。

public List streamSingleThread(BenchMarkState state){

List result = new ArrayList<>(state.testData.size());

state.testData.stream().forEach(item -> {

result.add(item);

});

return result;

}

public List streamMultiThread(BenchMarkState state){

List result = new ArrayList<>(state.testData.size());

state.testData.stream().parallel().forEach(item -> {

result.add(item);

});

return result;

}

forEach 循環也很簡單：

public List forEach(BenchMarkState state){

List result = new ArrayList<>(state.testData.size());

for(Integer item : state.testData){

result.add(item);

}

return result;

}

C 語言形式的 for 循環啰嗦一些，不過依然很緊湊：

public List forCStyle(BenchMarkState state){

int size = state.testData.size();

List result = new ArrayList<>(size);

for(int j = 0; j < size; j ++){

result.add(state.testData.get(j));

}

return result;

}

以下是性能報告：

Benchmark Mode Cnt Score Error Units

TestLoopPerformance.forCStyle avgt 200 18.068 ± 0.074 ms/op

TestLoopPerformance.forEach avgt 200 30.566 ± 0.165 ms/op

TestLoopPerformance.streamMultiThread avgt 200 79.433 ± 0.747 ms/op

TestLoopPerformance.streamSingleThread avgt 200 37.779 ± 0.485 ms/op

使用 C 語言形式的 for 循環，JVM 每次僅僅增加一個數字，然后直接從內存里讀出數據。這使得它非常迅速。但是 forEach 就大不一樣，根據?StackOverFlow 的這篇回答，和?Oracle 的文章，JVM 需要把 forEach 轉換成一個 iterator，然后每個元素都調用一次 hasNext() 方法。這就是 forEach 比 C 語言的形式慢一些的原因。

哪一個是遍歷 Set 最高效的方法呢？

我們先定義測試數據集：

@State(Scope.Benchmark)

public static class BenchMarkState {

@Setup(Level.Trial)

public void doSetup() {

for(int i = 0; i < 500000; i++){

testData.add(Integer.valueOf(i));

}

}

@TearDown(Level.Trial)

public void doTearDown() {

testData = new HashSet<>(500000);

}

public Set testData = new HashSet<>(500000);

}

Java 中的 Set 也支持 Steam API 和 forEach 循環。參考之前的測試，如果我們把 Set 轉換成 ArrayList，然后遍歷 ArrayList，或許性能會好一些？

public List forCStyle(BenchMarkState state){

int size = state.testData.size();

List result = new ArrayList<>(size);

Integer[] temp = (Integer[]) state.testData.toArray(new Integer[size]);

for(int j = 0; j < size; j ++){

result.add(temp[j]);

}

return result;

}

如果把 iterator 和 C 語言形式結合起來呢？

public List forCStyleWithIteration(BenchMarkState state){

int size = state.testData.size();

List result = new ArrayList<>(size);

Iterator iteration = state.testData.iterator();

for(int j = 0; j < size; j ++){

result.add(iteration.next());

}

return result;

}

或者，簡單的遍歷怎么樣？

public List forEach(BenchMarkState state){

List result = new ArrayList<>(state.testData.size());

for(Integer item : state.testData) {

result.add(item);

}

return result;

}

這個主意不錯，不過它的效率也不高，因為初始化一個新的 ArrayList 同樣需要消耗資源。

Benchmark Mode Cnt Score Error Units

TestLoopPerformance.forCStyle avgt 200 6.013 ± 0.108 ms/op

TestLoopPerformance.forCStyleWithIteration avgt 200 4.281 ± 0.049 ms/op

TestLoopPerformance.forEach avgt 200 4.498 ± 0.026 ms/op

HashMap (使用 HashMap 的 HashSet) 不是為遍歷所有元素設計的。遍歷一個 HashMap 最快的方法是把 Iterator 和 C 語言形式結合起來，這樣 JVM 就不會去調用 hasNext()。

結論

Foreach 和 Steam API 用來處理集合是很方便的。你可以更快的寫代碼。不過，如果你的系統很穩定，性能是一個主要的考量，你應該考慮一下重寫你的循環。

原文鏈接：

dzone 翻譯：

ImportNew.com -

yizhe

譯文鏈接：

http://www.importnew.com/29465.html

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轉載請保留原文出處、譯者和譯文鏈接。]

總結

以上是生活随笔為你收集整理的java容器遍历_高效遍历Java容器详解的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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