如何高效遍历HashMap

使用JMH性能测试⼯具

1、我们先要引⼊ JMH 框架，在 pom.xml ⽂件中添加如下配置：

 <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.openjdk.jmh</groupId>
            <artifactId>jmh-core</artifactId>
            <version>1.5.2</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.openjdk.jmh</groupId>
            <artifactId>jmh-generator-annprocess</artifactId>
            <version>1.5.2</version>
            <scope>provided</scope>
        </dependency>
    </dependencies>

2、然后编写测试代码，如下所示：

package com.lulu.test.service;

import org.openjdk.jmh.annotations.*;
import org.openjdk.jmh.runner.Runner;
import org.openjdk.jmh.runner.RunnerException;
import org.openjdk.jmh.runner.options.Options;
import org.openjdk.jmh.runner.options.OptionsBuilder;

import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

@BenchmarkMode(Mode.AverageTime)
@OutputTimeUnit(TimeUnit.NANOSECONDS)
@Warmup(iterations = 2, time = 1, timeUnit = TimeUnit.SECONDS)
@Measurement(iterations = 5, time = 1, timeUnit = TimeUnit.SECONDS)
@Fork(1)
@State(Scope.Thread)
public class CollectionTestTest {

    //初始化一个Map
    static Map<Integer,String> map = new HashMap<Integer, String>() {
        {
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                put(i, "val:" + i);
            }
        }
    };


    public static void main(String[] args) throws RunnerException {
        Options opt = new OptionsBuilder().include(CollectionTestTest.class.getSimpleName())
                .output("C:\\Users\\lulu\\Desktop\\test.log")//结果输出文件
                .build();
        new Runner(opt).run();
    }

    //迭代器 EntrySet
    @Benchmark
    public void entrySet() {
        Iterator<Map.Entry<Integer, String>> iterator = map.entrySet ().iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            Map.Entry<Integer, String> entry = iterator.next();
            Integer k = entry.getKey();
            String v = entry.getValue();
        }
    }

    //迭代器 KeySet
    @Benchmark
    public void forEachEntrySet() {
        for (Map.Entry<Integer, String> entry : map.entrySet()) {
            Integer k = entry.getKey();
            String v = entry.getValue();
        }
    }

    //ForEach EntrySet
    @Benchmark
    public void keySet() {
        Iterator<Integer> iterator = map.keySet().iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            Integer k = iterator.next();
            String v = map.get(k);
        }
    }

    //ForEach KeySet
    @Benchmark
    public void forEachKeySet() {
        for (Integer key : map.keySet()) {
            Integer k = key;
            String v = map.get(k);
        }
    }

    //Lambda
    @Benchmark
    public void lambda() {
        map.forEach((key, value) -> {
            Integer k = key;
            String v = map.get(k);
        });
    }

    //Streams API 单线程
    @Benchmark
    public void streamApi() {
        map.entrySet().stream().forEach((entry) -> {
            Integer k = entry.getKey();
            String v = entry.getValue();
        });
    }


}

所有被添加了 @Benchmark 注解的⽅法都会被测试，测试结果如下：:
其中 Score 列表示平均执⾏时间， ± 符号表示误差。从以上结果可以看出， 两个 entrySet 最快，lambda 表达式其次，接下来是 stream ，然后是两个 keySet 。

性能分析

EntrySet 之所以⽐ KeySet 的性能⾼是因为， KeySet 在循环时使⽤了 map.get(key) ，⽽ map.get(key) 相当于⼜遍历了⼀遍 Map 集合去查询 key 所对应的值。为什么要⽤“⼜”这个词？那 是因为在使⽤迭代器或者 for 循环时，其实已经遍历了⼀遍 Map 集合了，因此再使⽤ map.get(key) 查询时，相当于遍历了两遍。 ⽽ EntrySet 只遍历了⼀遍 Map 集合，之后通过代码“Entry entry = iterator.next()”把对象的 key 和 value 值都放⼊到了 Entry 对象中，因此再获取 key 和 value 值时就⽆需再遍历 Map 集合，只需要从 Entry 对象中取值就可以了。 所以， EntrySet 的性能⽐ KeySet 的性能⾼出了⼀倍，因为 KeySet 相当于循环了两遍 Map 集 合，⽽ EntrySet 只循环了⼀遍