看到一个评论,里面提到了list.sort()和list.strem().sorted()排序的差异。
说到list.sort()排序比stream().sorted()排序性能更好。
但没说到为什么。
有朋友也提到了这一点。
本文重新开始,先问是不是,再问为什么。
先简单写个 demo。
List<Integer> userList = new ArrayList<>(); Random rand = new Random(); for (int i = 0; i < 10000 ; i++) { userList.add(rand.nextInt(1000)); } List<Integer> userList2 = new ArrayList<>(); userList2.addAll(userList); Long startTime1 = System.currentTimeMillis(); userList2.stream().sorted(Comparator.comparing(Integer::intValue)).collect(Collectors.toList()); System.out.println("stream.sort耗时:"+(System.currentTimeMillis() - startTime1)+"ms"); Long startTime = System.currentTimeMillis(); userList.sort(Comparator.comparing(Integer::intValue)); System.out.println("List.sort()耗时:"+(System.currentTimeMillis()-startTime)+"ms");
输出:
stream.sort耗时:62msList.sort()耗时:7ms
由此可见 list 原生排序性能更好。
能证明吗?
不一定吧。
再把 demo 变换一下,先输出stream.sort。
List<Integer> userList = new ArrayList<>();Random rand = new Random();for (int i = 0; i < 10000 ; i++) { userList.add(rand.nextInt(1000));}List<Integer> userList2 = new ArrayList<>();userList2.addAll(userList);Long startTime = System.currentTimeMillis();userList.sort(Comparator.comparing(Integer::intValue));System.out.println("List.sort()耗时:"+(System.currentTimeMillis()-startTime)+"ms");Long startTime1 = System.currentTimeMillis();userList2.stream().sorted(Comparator.comparing(Integer::intValue)).collect(Collectors.toList());System.out.println("stream.sort耗时:"+(System.currentTimeMillis() - startTime1)+"ms");
此时输出变成了:
List.sort()耗时:68msstream.sort耗时:13ms
这能证明上面的结论错误了吗?
都不能。
两种方式都不能证明到底谁更快。
使用这种方式在很多场景下是不够的,某些场景下,JVM 会对代码进行 JIT 编译和内联优化。
Long startTime = System.currentTimeMillis();...System.currentTimeMillis() - startTime
此时,代码优化前后执行的结果就会非常大。
基准测试是指通过设计科学的测试方法、测试工具和测试系统,实现对一类测试对象的某项性能指标进行定量的和可对比的测试。
基准测试使得被测试代码获得足够预热,让被测试代码得到充分的 JIT 编译和优化。
下面是通过 JMH 做一下基准测试,分别测试集合大小在 100,10000,100000 时两种排序方式的性能差异。
import org.openjdk.jmh.annotations.*;import org.openjdk.jmh.infra.Blackhole;import org.openjdk.jmh.results.format.ResultFormatType;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.*;import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;import java.util.concurrent.TimeUnit;import java.util.stream.Collectors;@BenchmarkMode(Mode.AverageTime)@OutputTimeUnit(TimeUnit.MICROSECONDS)@Warmup(iterations = 2, time = 1)@Measurement(iterations = 5, time = 5)@Fork(1)@State(Scope.Thread)public class SortBenchmark { @Param(value = {"100", "10000", "100000"}) private int operationSize; private static List<Integer> arrayList; public static void main(String[] args) throws RunnerException { // 启动基准测试 Options opt = new OptionsBuilder() .include(SortBenchmark.class.getSimpleName()) .result("SortBenchmark.json") .mode(Mode.All) .resultFormat(ResultFormatType.JSON) .build(); new Runner(opt).run(); } @Setup public void init() { arrayList = new ArrayList<>(); Random random = new Random(); for (int i = 0; i < operationSize; i++) { arrayList.add(random.nextInt(10000)); } } @Benchmark public void sort(Blackhole blackhole) { arrayList.sort(Comparator.comparing(e -> e)); blackhole.consume(arrayList); } @Benchmark public void streamSorted(Blackhole blackhole) { arrayList = arrayList.stream().sorted(Comparator.comparing(e -> e)).collect(Collectors.toList()); blackhole.consume(arrayList); }}
性能测试结果:
可以看到,list.sort()效率确实比stream().sorted()要好。
为什么更好?
java 的 stream 让我们可以在应用层就可以高效地实现类似数据库 SQL 的聚合操作了,它可以让代码更加简洁优雅。
但是,假设我们要对一个 list 排序,得先把 list 转成 stream 流,排序完成后需要将数据收集起来重新形成 list,这部份额外的开销有多大呢?
我们可以通过以下代码来进行基准测试:
import org.openjdk.jmh.annotations.*;import org.openjdk.jmh.infra.Blackhole;import org.openjdk.jmh.results.format.ResultFormatType;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.ArrayList;import java.util.Comparator;import java.util.List;import java.util.Random;import java.util.concurrent.TimeUnit;import java.util.stream.Collectors;@BenchmarkMode(Mode.AverageTime)@OutputTimeUnit(TimeUnit.MICROSECONDS)@Warmup(iterations = 2, time = 1)@Measurement(iterations = 5, time = 5)@Fork(1)@State(Scope.Thread)public class SortBenchmark3 { @Param(value = {"100", "10000"}) private int operationSize; // 操作次数 private static List<Integer> arrayList; public static void main(String[] args) throws RunnerException { // 启动基准测试 Options opt = new OptionsBuilder() .include(SortBenchmark3.class.getSimpleName()) // 要导入的测试类 .result("SortBenchmark3.json") .mode(Mode.All) .resultFormat(ResultFormatType.JSON) .build(); new Runner(opt).run(); // 执行测试 } @Setup public void init() { // 启动执行事件 arrayList = new ArrayList<>(); Random random = new Random(); for (int i = 0; i < operationSize; i++) { arrayList.add(random.nextInt(10000)); } } @Benchmark public void stream(Blackhole blackhole) { arrayList.stream().collect(Collectors.toList()); blackhole.consume(arrayList); } @Benchmark public void sort(Blackhole blackhole) { arrayList.stream().sorted(Comparator.comparing(Integer::intValue)).collect(Collectors.toList()); blackhole.consume(arrayList); }}
方法 stream 测试将一个集合转为流再收集回来的耗时。
方法 sort 测试将一个集合转为流再排序再收集回来的全过程耗时。
测试结果如下:
可以发现,集合转为流再收集回来的过程,肯定会耗时,但是它占全过程的比率并不算高。
因此,这部只能说是小部份的原因。
我们可以通过以下源码很直观的看到。
这里第 3 步直接调用了原生的排序方法,完成排序后,第 4 步,遍历向下游发送数据。
所以通过源码,我们也能很明显地看到,stream()排序所需时间肯定是 > 原生排序时间。
只不过,这里要量化地搞明白,到底多出了多少,这里得去编译 jdk 源码,在第 3 步前后将时间打印出来。
这一步我就不做了。
感兴趣的朋友可以去测一下。
不过我觉得这两点也能很好地回答,为什么list.sort()比Stream().sorted()更快。
补充说明:
本文链接:http://www.28at.com/showinfo-26-10468-0.html为什么list.sort()比Stream().sorted()更快?
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