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为什么list.sort()比Stream().sorted()更快?

来源: 责编: 时间:2023-09-18 21:41:46 446观看
导读看到一个评论,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。真的更好

看到一个评论,里面提到了list.sort()和list.strem().sorted()排序的差异。23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

说到list.sort()排序比stream().sorted()排序性能更好。23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

但没说到为什么。23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

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有朋友也提到了这一点。23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

本文重新开始,先问是不是,再问为什么。23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

真的更好吗?

先简单写个 demo。23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

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:23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

stream.sort耗时:62msList.sort()耗时:7ms

由此可见 list 原生排序性能更好。23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

能证明吗?23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

不一定吧。23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

再把 demo 变换一下,先输出stream.sort。23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

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:23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

List.sort()耗时:68msstream.sort耗时:13ms

这能证明上面的结论错误了吗?23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

都不能。23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

两种方式都不能证明到底谁更快。23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

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。23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

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。23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

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。23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

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。23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

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。23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

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:23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

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可以看到,list.sort()效率确实比stream().sorted()要好。23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

为什么更好?23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

流本身的损耗

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。23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

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?23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

我们可以通过以下代码来进行基准测试:23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

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。23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

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。23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

测试结果如下:23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

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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。23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

因此,这部只能说是小部份的原因。23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

排序过程

我们可以通过以下源码很直观的看到。23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

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  • 1 begin方法初始化一个数组。
  • 2 accept 接收上游数据。
  • 3 end 方法开始进行排序。

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。23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

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。23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

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。23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

这一步我就不做了。23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

感兴趣的朋友可以去测一下。23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

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。23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

补充说明:23I28资讯网——每日最新资讯28at.com

  • 本文说的 stream() 流指的是串行流,而不是并行流。
  • 绝大多数场景下,几百几千几万的数据,开心就好,怎么方便怎么用,没有必要去计较这点性能差异。

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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