牛皮了！頭一次見大佬把「Map遍歷效能問題」詳解得如此清晰明瞭

我們知道java HashMap的擴容是有成本的，為了減少擴容的次數和成本，可以給HashMap設定初始容量大小，如下所示：

但是在實際使用的過程中，發現效能不但沒有提升，反而顯著下降了！程式碼裡對HashMap的操作也只有遍歷了，看來是遍歷出了問題，於是做了一番測試，得到如下結果：

迭代器測試

貼上測試程式碼：

這是運行結果：

我們將第一個Map初始化10w大小，第二個map不指定大小(實際16)，兩個儲存相同的資料，但是用迭代器遍歷100次的時候發現效能差異，一個36ms一個4ms，實際上效能差距更大，這裡的4ms是600次System.out.print的耗時，這裡將print注掉再試下

輸出結果如下：

可以發現第二個map耗時幾乎為0，第一個達到了28ms，遍歷期間沒有進行任何操作，既然石錘了和 initial capacity 有關，下一步我們去看看為什麼會這樣，找找Map迭代器的源碼看看。

迭代器源碼探究

我們來看看Map.entrySet().iterator()的源碼；

其中EntryIterator是HashMap的內部抽象類，源碼並不多，我全部貼上來並附上中文註釋

上面的程式碼一看就明白了，迭代器每次尋找下一個元素都會去遍歷陣列，如果 initial capacity 特別大的話，也就是說 threshold 也大，table.length就大，所以遍歷比較耗效能。

table陣列的大小設定是在resize()方法裡：

其他遍歷方法

注意程式碼裡我們用的是Map.entrySet().iterator()，實際上和keys().iterator(), values().iterator() 一樣，源碼如下：

這兩個就不分析了，效能一樣。

實際使用中對集合的遍歷還有幾種方法：

普通for迴圈+下標增強型for迴圈Map.forEachStream.forEach普通for迴圈+下標的方法不適用於Map，這裡不討論了。

增強型for迴圈

增強行for迴圈實際上是通過迭代器來實現的，我們來看兩者的聯絡

源碼：

編譯後的位元組碼：

都不用耐心觀察，兩個方法的位元組碼除了局部變數不一樣其他都幾乎一樣，由此可以得出增強型for迴圈效能與迭代器一樣，實際運行結果也一樣

Map.forEach

先說一下為什麼不把各種方法一起運行同時列印效能，這是因為CPU快取的原因和JVM的一些優化會干擾到效能的判斷，附錄全部測試結果有說明

直接來看源碼吧

很簡短的源碼，就不打註釋了，從源碼我們不難獲取到以下資訊：

該方法也是快速失敗的，遍歷期間不能刪除元素需要遍歷整個陣列BiConsumer加了@FunctionalInterface註解，用了 lambda第三點和效能無關，這裡只是提下

通過以上資訊我們能確定這個效能與table陣列的大小有關。

但是在實際測試的時候卻發現效能比迭代器差了不少：

其中詳細原因等我下期的文章吧，這裡不講了

Stream.forEach

Stream與Map.forEach的共同點是都使用了lambda表示式。但兩者的源碼沒有任何複用的地方。

不知道你有沒有看累，先上測試結果吧：

耗時比Map.foreach還要高點。

下面講講Straam.foreach順序流的源碼，這個也不復雜，不過累的話先去看看總結吧。

Stream.foreach的執行者是分流器，HashMap的分流器源碼就在HashMap類中，是一個靜態內部類，類名叫 EntrySpliterator

下面是順序流執行的方法

從以上源碼中我們也可以輕易得出遍歷需要順序掃描所有陣列

總結

至此，Map的四種遍歷方法都測試完了，我們可以簡單得出兩個結論

Map的遍歷效能與內部table陣列大小有關，也就是說與常用參數 initial capacity 有關，不管哪種遍歷方式都是的效能（由高到低）：迭代器 == 增強型For迴圈 > Map.forEach > Stream.foreach這裡就不說什麼多少倍多少倍的效能差距了，拋開資料集大小都是扯淡，當我們不指定initial capacity的時候，四種遍歷方法耗時都是3ms，這3ms還是輸入輸出流的耗時，實際遍歷耗時都是0，所以資料集不大的時候用哪種都無所謂，就像不加輸入輸出流耗時不到1ms一樣，很多時候效能消耗是在遍歷中的業務操作，這篇文章不是為了讓你去優化程式碼把foreach改成迭代器的，在大多數場景下並不需要關注迭代本身的效能，Stream與Lambda帶來的可讀性提升更加重要。

所以此文的目的就當是知識拓展吧，除了以上說到的遍歷效能問題，你還應該從中能獲取到的知識點有：

HashMap的陣列是儲存在table數組裡的table陣列是resize方法初始化的，new Map不會初始化陣列Map遍歷是table陣列從下標0遞增排序的，所以他是無序的keySet().iterator，values.iterator， entrySet.iterator 來說沒有本質區別，用的都是同一個迭代器各種遍歷方法裡，只有迭代器可以remove，雖然增強型for迴圈底層也是迭代器，但這個語法糖隱藏了 remove 方法每次呼叫迭代器方法都會new 一個迭代器，但是隻有一個可以修改Map.forEach與Stream.forEach看上去一樣，實際實現是不一樣的附：四種遍歷源碼

附：完整測試類與測試結果+一個奇怪的問題

測試結果：