Java码农石头
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HashMap 的 7 种遍历方式与性能分析！一篇文章搞定

随着 JDK 1.8 Streams API 的发布，使得 HashMap 拥有了更多的遍历的方式，但应该选择那种遍历方式？反而成了一个问题。

本文先从 HashMap 的遍历方法讲起，然后再从性能、原理以及安全性等方面，来分析 HashMap 各种遍历方式的优势与不足，本文主要内容如下图所示：

HashMap 遍历

HashMap遍历从大的方向来说，可分为以下 4 类：

1.迭代器（Iterator）方式遍历；

2.For Each 方式遍历；

3.Lambda 表达式遍历（JDK 1.8+）;

4.Streams API 遍历（JDK 1.8+）。

但每种类型下又有不同的实现方式，因此具体的遍历方式又可以分为以下 7 种：

1.使用迭代器（Iterator）EntrySet 的方式进行遍历；

2.使用迭代器（Iterator）KeySet 的方式进行遍历；

3.使用 For Each EntrySet 的方式进行遍历；

4.使用 For Each KeySet 的方式进行遍历；

5.使用 Lambda 表达式的方式进行遍历；

6.使用 Streams API 单线程的方式进行遍历；

7.使用 Streams API 多线程的方式进行遍历。

接下来我们来看每种遍历方式的具体实现代码。

1.迭代器 EntrySet

publicclassHashMapTest{

 publicstaticvoidmain(String[] args){

// 创建并赋值

HashMapMap map =newHashMap();

map.put(1,"Java");

map.put(2,"JDK");

map.put(3,"Spring Framework");

map.put(4,"MyBatis framework");

map.put(5,"Java中文社群");

// 遍历

Iterator> iterator = map.entrySet().iterator();

while(iterator.hasNext()) {

Map.Entry entry = iterator.next();

System.out.println(entry.getKey());

System.out.println(entry.getValue());

}

}

}

以上程序的执行结果为：

1

Java

2

JDK

3

Spring Framework

4

MyBatis framework

5

Java中文社群

2.迭代器 KeySet

publicclassHashMapTest{

publicstaticvoidmain(String[] args){

// 创建并赋值

HashMapMap map =newHashMap()

 map.put(1,"Java");       

map.put(2,"JDK");       

map.put(3,"Spring Framework");       

map.put(4,"MyBatis framework");       

map.put(5,"Java中文社群");

// 遍历

Iterator iterator = map.keySet().iterator();

while(iterator.hasNext()) {           

Integer key = iterator.next();           

System.out.println(key);           

System.out.println(map.get(key));     

  }   

}

}

以上程序的执行结果为：

1

Java

2

JDK

3

Spring Framework

4

MyBatis framework

5

Java中文社群

3.ForEach EntrySet

publicclassHashMapTest{

publicstaticvoidmain(String[] args){

// 创建并赋值

HashMapMap map =newHashMap();       

map.put(1,"Java");       

map.put(2,"JDK");       

map.put(3,"Spring Framework");       

map.put(4,"MyBatis framework");       

map.put(5,"Java中文社群");

// 遍历

for(Map.Entry entry : map.entrySet()) {           

System.out.println(entry.getKey());           

System.out.println(entry.getValue());       

}   

}

}

以上程序的执行结果为：

1

Java

2

JDK

3

Spring Framework

4

MyBatis framework

5

Java中文社群

4.ForEach KeySet

publicclassHashMapTest{

publicstaticvoidmain(String[] args){

// 创建并赋值

HashMapMap map =newHashMap();       

map.put(1,"Java");       

map.put(2,"JDK");       

map.put(3,"Spring Framework");       

map.put(4,"MyBatis framework");       

map.put(5,"Java中文社群");

// 遍历

for(Integer key : map.keySet()) {           

System.out.println(key);           

System.out.println(map.get(key));       

}   

}

}

以上程序的执行结果为：

1

Java

2

JDK

3

Spring Framework

4

MyBatis framework

5

Java中文社群

5.Lambda

publicclassHashMapTest{

publicstaticvoidmain(String[] args){

// 创建并赋值

HashMapMap map =newHashMap();       

map.put(1,"Java");       

map.put(2,"JDK");       

map.put(3,"Spring Framework");       

map.put(4,"MyBatis framework");       

map.put(5,"Java中文社群");

// 遍历

map.forEach((key, value) -> {           

System.out.println(key);           

System.out.println(value);     

  }); 

  }

}

以上程序的执行结果为：

1

Java

2

JDK

3

Spring Framework

4

MyBatis framework

5

Java中文社群

6.Streams API 单线程

publicclassHashMapTest{

publicstaticvoidmain(String[] args){

// 创建并赋值

HashMapMap map =newHashMap();       

map.put(1,"Java");       

map.put(2,"JDK");       

map.put(3,"Spring Framework");       

map.put(4,"MyBatis framework");       

map.put(5,"Java中文社群");

// 遍历

map.entrySet().stream().forEach((entry) -> {           

System.out.println(entry.getKey());           

System.out.println(entry.getValue());       

});   

}

}

以上程序的执行结果为：

1

Java

2

JDK

3

Spring Framework

4

MyBatis framework

5

Java中文社群

7.Streams API 多线程

publicclassHashMapTest{

publicstaticvoidmain(String[] args){

// 创建并赋值

HashMapMap map =newHashMap();       

map.put(1,"Java");       

map.put(2,"JDK");       

map.put(3,"Spring Framework");     

  map.put(4,"MyBatis framework");       

map.put(5,"Java中文社群");

// 遍历

map.entrySet().parallelStream().forEach((entry) -> {           

System.out.println(entry.getKey());           

System.out.println(entry.getValue());       

});   

}

}

以上程序的执行结果为：

4

MyBatis framework

5

Java中文社群

1

Java

2

JDK

3

Spring Framework

性能测试

接下来我们使用 Oracle 官方提供的性能测试工具 JMH（Java Microbenchmark Harness，JAVA 微基准测试套件）来测试一下这 7 种循环的性能。

首先，我们先要引入 JMH 框架，在pom.xml文件中添加如下配置：

    org.openjdk.jmh

    jmh-core

    1.23

    org.openjdk.jmh

    jmh-generator-annprocess

    1.23

    provided

然后编写测试代码，如下所示：

@BenchmarkMode(Mode.AverageTime) // 测试完成时间

@OutputTimeUnit(TimeUnit.NANOSECONDS)

@Warmup(iterations = 2, time = 1, timeUnit = TimeUnit.SECONDS) // 预热 2 轮，每次 1s

@Measurement(iterations = 5, time = 1, timeUnit = TimeUnit.SECONDS) // 测试 5 轮，每次 3s

@Fork(1) // fork 1 个线程

@State(Scope.Thread) // 每个测试线程一个实例

public class HashMapCycleTest {

    static Map map = new HashMap() {{

        // 添加数据

        for (int i = 0; i < 100; i++) {

            put(i, "val:" + i);

        }

    }};

    public static void main(String[] args) throws RunnerException {

        // 启动基准测试

        Options opt = new OptionsBuilder()

                .include(HashMapCycle.class.getSimpleName()) // 要导入的测试类

                .output("/Users/admin/Desktop/jmh-map.log") // 输出测试结果的文件

                .build();

        new Runner(opt).run(); // 执行测试

    }

    @Benchmark

    public void entrySet() {

        // 遍历

        Iterator> iterator = map.entrySet().iterator();

        while (iterator.hasNext()) {

            Map.Entry entry = iterator.next();

            Integer k = entry.getKey();

            String v = entry.getValue();

        }

    }

    @Benchmark

    public void forEachEntrySet() {

        // 遍历

        for (Map.Entry entry : map.entrySet()) {

            Integer k = entry.getKey();

            String v = entry.getValue();

        }

    }

    @Benchmark

    public void keySet() {

        // 遍历

        Iterator iterator = map.keySet().iterator();

        while (iterator.hasNext()) {

            Integer k = iterator.next();

            String v = map.get(k);

        }

    }

    @Benchmark

    public void forEachKeySet() {

        // 遍历

        for (Integer key : map.keySet()) {

            Integer k = key;

            String v = map.get(k);

        }

    }

    @Benchmark

    public void lambda() {

        // 遍历

        map.forEach((key, value) -> {

            Integer k = key;

            String v = map.get(k);

        });

    }

    @Benchmark

    public void streamApi() {

        // 单线程遍历

        map.entrySet().stream().forEach((entry) -> {

            Integer k = entry.getKey();

            String v = entry.getValue();

        });

    }

    public void parallelStreamApi() {

        // 多线程遍历

        map.entrySet().parallelStream().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，因为 parallelStream 为多线程版本性能一定是最好的，所以就不参与测试了，其他 6 个方法的测试结果如下：

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的性能相近，并且执行速度最快，接下来是stream，然后是两个keySet，性能最差的是lambda表达式。

注：以上结果基于测试环境：JDK 1.8 / Mac mini (2018) / Idea 2020.1

小结

因此我们应该尽量使用迭代器或 for 循环的 entrySet 遍历，或者是stream的方式。

性能原理分析

要理解性能测试的结果，我们需要把所有遍历代码通过javac，编译成字节码来看具体的原因，编译之后我们使用 Idea 打开字节码信息，内容如下：

//

// Source code recreated from a .class file by IntelliJ IDEA

// (powered by Fernflower decompiler)

//

package com.example;

import java.util.HashMap;

import java.util.Iterator;

import java.util.Map;

import java.util.Map.Entry;

public class HashMapTest {

    static Map map = new HashMap() {

        {

            for(int var1 = 0; var1 < 2; ++var1) {

                this.put(var1, "val:" + var1);

            }

        }

    };

    public HashMapTest() {

    }

    public static void main(String[] var0) {

        entrySet();

        keySet();

        forEachEntrySet();

        forEachKeySet();

        lambda();

        streamApi();

        parallelStreamApi();

    }

    public static void entrySet() {

        Iterator var0 = map.entrySet().iterator();

        while(var0.hasNext()) {

            Entry var1 = (Entry)var0.next();

            System.out.println(var1.getKey());

            System.out.println((String)var1.getValue());

        }

    }

    public static void keySet() {

        Iterator var0 = map.keySet().iterator();

        while(var0.hasNext()) {

            Integer var1 = (Integer)var0.next();

            System.out.println(var1);

            System.out.println((String)map.get(var1));

        }

    }

    public static void forEachEntrySet() {

        Iterator var0 = map.entrySet().iterator();

        while(var0.hasNext()) {

            Entry var1 = (Entry)var0.next();

            System.out.println(var1.getKey());

            System.out.println((String)var1.getValue());

        }

    }

    public static void forEachKeySet() {

        Iterator var0 = map.keySet().iterator();

        while(var0.hasNext()) {

            Integer var1 = (Integer)var0.next();

            System.out.println(var1);

            System.out.println((String)map.get(var1));

        }

    }

    public static void lambda() {

        map.forEach((var0, var1) -> {

            System.out.println(var0);

            System.out.println(var1);

        });

    }

    public static void streamApi() {

        map.entrySet().stream().forEach((var0) -> {

            System.out.println(var0.getKey());

            System.out.println((String)var0.getValue());

        });

    }

    public static void parallelStreamApi() {

        map.entrySet().parallelStream().forEach((var0) -> {

            System.out.println(var0.getKey());

            System.out.println((String)var0.getValue());

        });

    }

}

从结果可以看出，除了 Lambda 和 Streams API 之外，通过迭代器循环和for循环的遍历的EntrySet最终生成的代码是一样的，他们都是在循环中创建了一个遍历对象Entry，如下所示：

public static void entrySet() {

    Iterator var0 = map.entrySet().iterator();

    while(var0.hasNext()) {

        Entry var1 = (Entry)var0.next();

        System.out.println(var1.getKey());

        System.out.println((String)var1.getValue());

    }

}

public static void forEachEntrySet() {

    Iterator var0 = map.entrySet().iterator();

    while(var0.hasNext()) {

        Entry var1 = (Entry)var0.next();

        System.out.println(var1.getKey());

        System.out.println((String)var1.getValue());

    }

}

而通过迭代器和for循环遍历的KeySet代码也是一样的，如下所示：

public static void keySet() {

    Iterator var0 = map.keySet().iterator();

    while(var0.hasNext()) {

        Integer var1 = (Integer)var0.next();

        System.out.println(var1);

        System.out.println((String)map.get(var1));

    }

}

public static void forEachKeySet() {

    Iterator var0 = map.keySet().iterator();

    while(var0.hasNext()) {

        Integer var1 = (Integer)var0.next();

        System.out.println(var1);

        System.out.println((String)map.get(var1));

    }

}

可以看出KeySet在循环中创建了一个Integer的局部变量，并且值是从map对象中直接获取的。

所以通过上面测试结果可以看出，无论是通过迭代器方式还是 for 循环方式，最终的测试结果EntrySet的两个方法的性能都是相似的，而KeySet也是同理。

安全性测试

从上面的性能测试结果和原理分析，我想大家应该选用那种遍历方式，已经心中有数的，而接下来我们就从「安全」的角度入手，来分析那种遍历方式更安全。

我们把以上遍历划分为四类进行测试：迭代器方式、For 循环方式、Lambda 方式和 Stream 方式，测试代码如下。

1.迭代器方式

Iterator> iterator = map.entrySet().iterator();

while (iterator.hasNext()) {

    Map.Entry entry = iterator.next();

    if (entry.getKey() == 1) {

        // 删除

        System.out.println("del:" + entry.getKey());

        iterator.remove();

    } else {

        System.out.println("show:" + entry.getKey());

    }

}

以上程序的执行结果：

show:0

del:1

show:2

测试结果：迭代器中循环删除数据安全。

2.For 循环方式

for(Map.Entry entry : map.entrySet()) {if(entry.getKey() ==1) {// 删除System.out.println("del:"+ entry.getKey());        map.remove(entry.getKey());    }else{        System.out.println("show:"+ entry.getKey());    }}复制代码

以上程序的执行结果：

测试结果：For 循环中删除数据非安全。

3.Lambda 方式

map.forEach((key, value) -> {

    if (key == 1) {

        System.out.println("del:" + key);

        map.remove(key);

    } else {

        System.out.println("show:" + key);

    }

});

以上程序的执行结果：

测试结果：Lambda 循环中删除数据非安全。

Lambda 删除的正确方式：

// 根据 map 中的 key 去判断删除

map.keySet().removeIf(key -> key == 1);

map.forEach((key, value) -> {

    System.out.println("show:" + key);

});

以上程序的执行结果：

show:0

show:2

从上面的代码可以看出，可以先使用Lambda的removeIf删除多余的数据，再进行循环是一种正确操作集合的方式。

4.Stream 方式

map.entrySet().stream().forEach((entry) -> {if(entry.getKey() ==1) {        System.out.println("del:"+ entry.getKey());        map.remove(entry.getKey());    }else{        System.out.println("show:"+ entry.getKey());    }});复制代码

以上程序的执行结果：

测试结果：Stream 循环中删除数据非安全。

Stream 循环的正确方式：

map.entrySet().stream().filter(m -> 1 != m.getKey()).forEach((entry) -> {

    if (entry.getKey() == 1) {

        System.out.println("del:" + entry.getKey());

    } else {

        System.out.println("show:" + entry.getKey());

    }

});

以上程序的执行结果：

show:0

show:2

从上面的代码可以看出，可以使用Stream中的filter过滤掉无用的数据，再进行遍历也是一种安全的操作集合的方式。

小结

我们不能在遍历中使用集合map.remove()来删除数据，这是非安全的操作方式，但我们可以使用迭代器的iterator.remove()的方法来删除数据，这是安全的删除集合的方式。同样的我们也可以使用 Lambda 中的removeIf来提前删除数据，或者是使用 Stream 中的filter过滤掉要删除的数据进行循环，这样都是安全的，当然我们也可以在for循环前删除数据在遍历也是线程安全的。

总结

本文我们讲了 HashMap 4 种遍历方式：迭代器、for、lambda、stream，以及具体的 7 种遍历方法，综合性能和安全性来看，我们应该尽量使用迭代器entrySet的遍历方式，或者是stream filter的方式来遍历 HashMap。

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    小丽发现，即使她好不容易调整好自己的心态下一秒总会有不确定的伤脑筋的事出现，一个接一个的问题，人生就没有停下的时候，小问题不断出现。不过她今天看的书，她接受了人生就是不确定的，厉害的人就是不断创造确定性，在Ta的领域比别人多的确定性就能让自己脱颖而出，显示价值从而获得的比别人多的利益。正是这样的原因，因为从前修炼自己太少，使得她现在在人生道路上打怪起来困难重重，她似乎永远摆脱不了那种无力感，有种习
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    昨天听了华中师范大学教育管理学系副教授张玲老师的《哪里才是学生心理健康的最后庇护所，超越教育与技术的思考》的讲座。今天又重新学习了一遍，收获匪浅。张玲博士也注意到了当今社会上的孩子由于心理问题导致的自残、自杀及伤害他人等恶性事件。她向我们普及了一个重要的命题，她说心理健康的一些基本命题，我们与我们通常的一些教育命题是不同的，她还举了几个例子，让我们明白我们原来以为的健康并非心理学上的健康。比如如果
  • 2021年12月19日，春蕾教育集团团建活动感受——黄晓丹 黄错错加油
    感受:1.从陌生到熟悉的过程。游戏环节让我们在轻松的氛围中得到了锻炼，也增长了不少知识。2.游戏过程中，我们贡献的是个人力量，展现的是团队的力量。它磨合的往往不止是工作的熟悉，更是观念上契合度的贴近。3.这和工作是一样的道理。在各自的岗位上，每个人摆正自己的位置、各司其职充分发挥才能，并团结一致劲往一处使，才能实现最大的成功。新知:1.团队精神需要不断地创新。过去，人们把创新看作是冒风险，现在人们
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    在C++中，iostream和C语言的stdio.h都是用于处理输入输出的库，但它们在设计、用法和功能上有许多不同。以下是两者的区别和联系：区别1.编程风格iostream（C++风格）：C++标准库中的输入输出流类库，支持面向对象的输入输出操作。典型用法是cin（输入）和cout（输出），使用>操作符来处理数据。更加类型安全，支持用户自定义类型的输入输出。#includeintmain(){in
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    冥华虽然逃过了影梦的军队，但他是一个忠臣，他选择上报战况。败给影梦后成逃兵，高层亡尔还活着，七重天失守......随便一条，即可处死冥华。冥华自然是知道以仙界高层的习性此信一发自己必死无疑，但他还选择上报实情，因为责任。同样此信送到仙宫后，知道此事的人，大多数人都认定冥华要完了，所以上到仙界高层，下到扫大街的，包括冥华自己，全都准备好迎接冥华之死。如果仙界现在还属于两方之争的话，冥华必死无疑。然而
  • 爬山后遗症 璃绛
    爬山，攀登，一步一步走向制高点，是一种挑战。成功抵达是一种无法言语的快乐，在山顶吹吹风，看看风景，这是从未有过的体验。然而，爬山一时爽，下山腿打颤，颠簸的路，一路向下走，腿部力量不够，走起来抖到不行，停不下来了！第二天必定腿疼，浑身酸痛，坐立难安！
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    对于大数据量关联的业务处理逻辑，比较直接的想法就是用JDK提供的并发包去解决多线程情况下的业务数据处理。线程池可以提供很好的管理线程的方式，并且可以提高线程利用率，并发包中的原子计数在多线程的情况下可以让我们避免去写一些同步代码。     这里就先把jdk并发包中的线程池处理器ThreadPoolExecutor 以原子计数类AomicInteger 和倒数计时锁C
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          数组队列是一种大小可以改变，类型没有定死的类似数组的工具。不过与数组相比，它更具有灵活性。因为它不但不用担心越界问题，而且因为泛型（类似c++中模板的东西）的存在而支持各种类型。      以下是数组队列的功能实现代码：   import List.Student; public class
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    前几天正在使用电脑，没有暂停oracle的各种服务。 突然win8.1系统奔溃，无法修复，开机时系统 提示正在搜集错误信息，然后再开机，再提示的无限循环中。 无耐我拿出系统u盘 准备重装系统，没想到竟然无法从u盘引导成功。 晚上到外面早了一家修电脑店，让人家给装了个系统，并且那哥们在我没反应过来的时候， 直接把我的c盘给格式化了 并且清理了注册表，再装系统。 然后的结果就是我的oracl
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    紧接着把！昨天没看继续看django 官方教程，学了下python的基本语法 与c类语言还是有些小差别： 1.ptyhon的源文件以UTF-8编码格式 2. /   除 结果浮点型 //  除 结果整形 %   除 取余数 *   乘 **  乘方 eg 5**2 结果是5的2次方25 _&
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            在上一篇文章中，讨论了使用Runner扩展JUnit4的方式，即直接修改Test Runner的实现(BlockJUnit4ClassRunner)。但这种方法显然不便于灵活地添加或删除扩展功能。下面将使用JUnit4.7才开始引入的扩展方式——Rule来实现相同的扩展功能。 1. Rule       &n
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