Java中Map的遍历方法及性能测试

这篇文章主要介绍了Java中Map的遍历方法及性能测试,本文讲解对HashMap、TreeMap进行对比测试,给出测试代码、测试结果和测试结论,需要的朋友可以参考下

1. 阐述

对于Java中Map的遍历方式，很多文章都推荐使用entrySet，认为其比keySet的效率高很多。理由是：entrySet方法一次拿到所有key和value的集合；而keySet拿到的只是key的集合，针对每个key，都要去Map中额外查找一次value，从而降低了总体效率。那么实际情况如何呢？

为了解遍历性能的真实差距，包括在遍历key+value、遍历key、遍历value等不同场景下的差异，我试着进行了一些对比测试。

2. 对比测试

一开始只进行了简单的测试，但结果却表明keySet的性能更好，这一点让我很是费解，不都说entrySet明显好于keySet吗？为了进一步地进行验证，于是采用了不同的测试数据进行更详细的对比测试。

2.1 测试数据

2.1.1 HashMap测试数据

HashMap-1，大小为100万，key和value均为String，key的值为1、2、3……1000000：

复制代码代码如下:

Map map = new HashMap();

String key, value;

for (i = 1; i key = "" + i;

value = "value";

map.put(key, value);

}

HashMap-2，大小为100万，key和value均为String，key的值为50、100、150、200、……、50000000：

复制代码代码如下:

Map map = new HashMap();

String key, value;

for (i = 1; i key = "" + (i * 50);

value = "value";

map.put(key, value);

}

2.1.2 TreeMap测试数据TreeMap-1，大小为100万，key和value均为String，key的值为1、2、3……1000000：

复制代码代码如下:

Map map = new TreeMap();

String key, value;

for (i = 1; i key = "" + i;

value = "value";

map.put(key, value);

}

TreeMap-2，大小为100万，key和value均为String，key的值为50、100、150、200、……、50000000，更离散：

复制代码代码如下:

Map map = new TreeMap();

String key, value;

for (i = 1; i key = "" + (i * 50);

value = "value";

map.put(key, value);

}

2.2 测试场景分别使用keySet、entrySet和values的多种写法测试三种场景：遍历key+value、遍历key、遍历value的场景。

2.2.1 遍历key+value

keySet遍历key+value（写法1）：

复制代码代码如下:

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

while (iter.hasNext()) {

key = iter.next();

value = map.get(key);

}

keySet遍历key+value（写法2）：

复制代码代码如下:

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

value = map.get(key);

}

entrySet遍历key+value（写法1）：

复制代码代码如下:

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

Entry entry;

while (iter.hasNext()) {

entry = iter.next();

key = entry.getKey();

value = entry.getValue();

}

entrySet遍历key+value（写法2）：

复制代码代码如下:

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

key = entry.getKey();

value = entry.getValue();

}

2.2.2 遍历keykeySet遍历key（写法1）：

复制代码代码如下:

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

while (iter.hasNext()) {

key = iter.next();

}

keySet遍历key（写法2）：

复制代码代码如下:

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

}

entrySet遍历key（写法1）：

复制代码代码如下:

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

while (iter.hasNext()) {

key = iter.next().getKey();

}

entrySet遍历key（写法2）：

复制代码代码如下:

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

key = entry.getKey();

}

2.2.3 遍历valuekeySet遍历value（写法1）：

复制代码代码如下:

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

while (iter.hasNext()) {

value = map.get(iter.next());

}

keySet遍历value（写法2）：

复制代码代码如下:

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

value = map.get(key);

}

entrySet遍历value（写法1）：

复制代码代码如下:

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

while (iter.hasNext()) {

value = iter.next().getValue();

}

entrySet遍历value（写法2）：

复制代码代码如下:

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

value = entry.getValue();

}

values遍历value（写法1）：

复制代码代码如下:

Iterator iter = map.values().iterator();

while (iter.hasNext()) {

value = iter.next();

}

values遍历value（写法2）：

复制代码代码如下:

for (String value : map.values()) {

}

2.3 测试结果

2.3.1 HashMap测试结果

单位：毫秒

HashMap-1

HashMap-2

keySet遍历key+value（写法1）

keySet遍历key+value（写法2）

entrySet遍历key+value（写法1）

entrySet遍历key+value（写法2）

单位：毫秒

HashMap-1

HashMap-2

keySet遍历key（写法1）

keySet遍历key（写法2）

entrySet遍历key（写法1）

entrySet遍历key（写法2）

单位：毫秒

HashMap-1

HashMap-2

keySet遍历value（写法1）

keySet遍历value（写法2）

entrySet遍历value（写法1）

entrySet遍历value（写法2）

values遍历value（写法1）

values遍历value（写法2）

2.3.2 TreeMap测试结果

单位：毫秒

TreeMap-1

TreeMap-2

keySet遍历key+value（写法1）

430

451

keySet遍历key+value（写法2）

429

450

entrySet遍历key+value（写法1）

entrySet遍历key+value（写法2）

单位：毫秒

TreeMap-1

TreeMap-2

keySet遍历key（写法1）

keySet遍历key（写法2）

entrySet遍历key（写法1）

entrySet遍历key（写法2）

单位：毫秒

TreeMap-1

TreeMap-2

keySet遍历value（写法1）

432

448

keySet遍历value（写法2）

430

448

entrySet遍历value（写法1）

entrySet遍历value（写法2）

values遍历value（写法1）

values遍历value（写法2）

3. 结论

3.1 如果你使用HashMap

1.同时遍历key和value时，keySet与entrySet方法的性能差异取决于key的具体情况，如复杂度（复杂对象）、离散度、冲突率等。换言之，取决于HashMap查找value的开销。entrySet一次性取出所有 key和value的操作是有性能开销的，当这个损失小于HashMap查找value的开销时，entrySet的性能优势就会体现出来。例如上述对比测试中，当key是最简单的数值字符串时，keySet可能反而会更高效，耗时比entrySet少10%。总体来说还是推荐使用entrySet。因为当key很简单时，其性能或许会略低于keySet，但却是可控的；而随着key的复杂化，entrySet的优势将会明显体现出来。当然，我们可以根据实际情况进行选择

2.只遍历key时，keySet方法更为合适，因为entrySet将无用的value也给取出来了，浪费了性能和空间。在上述测试结果中，keySet比entrySet方法耗时少23%。

3.只遍历value时，使用vlaues方法是最佳选择，entrySet会略好于keySet方法。

4.在不同的遍历写法中，推荐使用如下写法，其效率略高一些：

复制代码代码如下:

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

value = map.get(key);

}

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

key = entry.getKey();

value = entry.getValue();

}

for (String value : map.values()) {

}

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