Java8 Stream 数据流,大数据量下的性能效率怎么样?
stream 相对于 Collection 的优点
无存储: 流并不存储值;流的元素源自数据源(可能是某个数据结构、生成函数或 I/O 通道等等),通过一系列计算步骤得到;
函数式风格: 对流的操作会产生一个结果,但流的数据源不会被修改;
惰性求值: 多数流操作(包括过滤、映射、排序以及去重)都可以以惰性方式实现。这使得我们可以用一遍遍历完成整个流水线操作,并可以用短路操作提供更高效的实现;
无需上界: 不少问题都可以被表达为无限流(infinite stream):用户不停地读取流直到满意的结果出现为止(比如说,枚举 完美数 这个操作可以被表达为在所有整数上进行过滤);集合是有限的,但流可以表达为无线流;
代码简练: 对于一些 collection 的迭代处理操作,使用 stream 编写可以十分简洁,如果使用传统的 collection 迭代操作,代码可能十分啰嗦,可读性也会比较糟糕;
stream 和 iterator 迭代的效率比较
好了,上面 stream 的优点吹了那么多,stream 函数式的写法是很舒服,那么 steam 的效率到底怎样呢?
先说结论:
传统 iterator (for-loop) 比 stream(JDK8) 迭代性能要高,尤其在小数据量的情况下;
-?在多核情景下,对于大数据量的处理,parallel stream 可以有比 iterator 更高的迭代处理效率;
我分别对一个随机数列 List (数量从 10 到 10000000)进行映射、过滤、排序、规约统计、字符串转化场景下,对使用 stream 和 iterator 实现的运行效率进行了统计,测试代码?基准测试代码链接
测试环境如下:
System:Ubuntu 16.04 xenial
CPU:Intel Core i7-8550U
RAM:16GB
JDK version:1.8.0_151
JVM:HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.151-b12, mixed mode)
JVM?Settings:
-Xms1024m
-Xmx6144m
-XX:MaxMetaspaceSize=512m
-XX:ReservedCodeCacheSize=1024m
-XX:+UseConcMarkSweepGC
-XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB=100
1. 映射处理测试
把一个随机数列(List<Integer>
)中的每一个元素自增 1 后,重新组装为一个新的 List<Integer>
,测试的随机数列容量从 10 - 10000000,跑 10 次取平均时间;
//stream
List<Integer>?result?=?list.stream()
.mapToInt(x?->?x)
.map(x?->?++x)
.boxed()
.collect(Collectors.toCollection(ArrayList::new));
//iterator
List<Integer>?result?=?new?ArrayList<>();
for(Integer?e?:?list){
result.add(++e);
}
//parallel?stream
List<Integer>?result?=?list.parallelStream()
.mapToInt(x?->?x)
.map(x?->?++x)
.boxed()
.collect(Collectors.toCollection(ArrayList::new));
2. 过滤处理测试
取出一个随机数列(List<Integer>
)中的大于 200 的元素,并组装为一个新的 List<Integer>
,测试的随机数列容量从 10 - 10000000,跑 10 次取平均时间;
//stream
List<Integer>?result?=?list.stream()
.mapToInt(x?->?x)
.filter(x?->?x?>?2
.boxed()
.collect(Collectors.toCollection(ArrayList::new));
//iterator
List<Integer>?result?=?new?ArrayList<>(list.size());
for(Integer?e?:?list){
if(e?>?200){
result.add(e);
}
}
//parallel?stream
List<Integer>?result?=?list.parallelStream()
.mapToInt(x?->?x)
.filter(x?->?x?>?200)
.boxed()
.collect(Collectors.toCollection(ArrayList::new));
3. 自然排序测试
对一个随机数列(List<Integer>
)进行自然排序,并组装为一个新的 List<Integer>
,iterator 使用的是 Collections # sort API(使用归并排序算法实现),测试的随机数列容量从 10 - 10000000,跑 10 次取平均时间;
//stream
List<Integer>?result?=?list.stream()
.mapToInt(x->x)
.sorted()
.boxed()
.collect(Collectors.toCollection(ArrayList::new));
//iterator
List<Integer>?result?=?new?ArrayList<>(list);
Collections.sort(result);
//parallel?stream
List<Integer>?result?=?list.parallelStream()
.mapToInt(x->x)
.sorted()
.boxed()
.collect(Collectors.toCollection(ArrayList::new));
4. 归约统计测试
获取一个随机数列(List<Integer>
)的最大值,测试的随机数列容量从 10 - 10000000,跑 10 次取平均时间;
//stream
int?max?=?list.stream()
.mapToInt(x?->?x)
.max()
.getAsInt();
//iterator
int?max?=?-1;
for(Integer?e?:?list){
if(e?>?max){
max?=?e;
}
}
//parallel?stream
int?max?=?list.parallelStream()
.mapToInt(x?->?x)
.max()
.getAsInt();
5. 字符串拼接测试
获取一个随机数列(List<Integer>
)各个元素使用“,”分隔的字符串,测试的随机数列容量从 10 - 10000000,跑 10 次取平均时间;
//stream
String?result?=?list.stream().map(String::valueOf).collect(Collectors.joining(","));
//iterator
StringBuilder?builder?=?new?StringBuilder();
for(Integer?e?:?list){
builder.append(e).append(",");
}
String?result?=?builder.length()?==?0???""?:?builder.substring(0,builder.length()?-?1);
//parallel?stream
String?result?=?list.stream().map(String::valueOf).collect(Collectors.joining(","));
6. 混合操作测试
对一个随机数列(List<Integer>
)进行去空值,除重,映射,过滤,并组装为一个新的 List<Integer>
,测试的随机数列容量从 10 - 10000000,跑 10 次取平均时间;
//stream
List<Integer>?result?=?list.stream()
.filter(Objects::nonNull)
.mapToInt(x?->?x?+?1)
.filter(x?->?x?>?200)
.distinct()
.boxed()
.collect(Collectors.toCollection(ArrayList::new));
//iterator
HashSet<Integer>?set??=?new?HashSet<>(list.size());
for(Integer?e?:?list){
if(e?!=?null?&&?e?>?200){
set.add(e?+?1);
}
}
List<Integer>?result?=?new?ArrayList<>(set);
//parallel?stream
List<Integer>?result?=?list.parallelStream()
.filter(Objects::nonNull)
.mapToInt(x?->?x?+?1)
.filter(x?->?x?>?200)
.distinct()
.boxed()
.collect(Collectors.toCollection(ArrayList::new));
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