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关于java:JDK-8-Stream-数据流效率怎么样

jiezi

Stream 是 Java SE 8 类库中新增的要害形象，它被定义于 java.util.stream（这个包里有若干流类型：Stream<T> 代表对象援用流，此外还有一系列特化流，如 IntStream，LongStream，DoubleStream 等。

Java 8 引入的的 Stream 次要用于取代局部 Collection 的操作，每个流代表一个值序列，流提供一系列罕用的汇集操作，能够便捷的在它下面进行各种运算。汇合类库也提供了便捷的形式使咱们能够以操作流的形式应用汇合、数组以及其它数据结构；

stream 的操作品种

①两头操作

  • 当数据源中的数据上了流水线后，这个过程对数据进行的所有操作都称为“两头操作”；
  • 两头操作依然会返回一个流对象，因而多个两头操作能够串连起来造成一个流水线；
  • stream 提供了多种类型的两头操作，如 filter、distinct、map、sorted 等等；

②终端操作

  • 当所有的两头操作实现后，若要将数据从流水线上拿下来，则须要执行终端操作；
  • stream 对于终端操作，能够间接提供一个两头操作的后果，或者将后果转换为特定的 collection、array、String 等；

stream 的特点

①只能遍历一次：

数据流的从一头获取数据源，在流水线上顺次对元素进行操作，当元素通过流水线，便无奈再对其进行操作，能够从新在数据源获取一个新的数据流进行操作；

②采纳外部迭代的形式：

对 Collection 进行解决，个别会应用 Iterator 遍历器的遍历形式，这是一种内部迭代；

而对于解决 Stream，只有申明解决形式，处理过程由流对象自行实现，这是一种外部迭代，对于大量数据的迭代解决中，外部迭代比内部迭代要更加高效；

stream 绝对于 Collection 的长处

  • 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失去；
  • 函数式格调： 对流的操作会产生一个后果，但流的数据源不会被批改；
  • 惰性求值： 少数流操作（包含过滤、映射、排序以及去重）都能够以惰性形式实现。这使得咱们能够用一遍遍历实现整个流水线操作，并能够用短路操作提供更高效的实现；
  • 无需上界： 不少问题都能够被表白为有限流（infinite stream）：用户不停地读取流直到称心的后果呈现为止（比如说，枚举 完满数 这个操作能够被表白为在所有整数上进行过滤）；汇合是无限的，但流能够表白为无线流；
  • 代码简练： 对于一些 collection 的迭代解决操作，应用 stream 编写能够非常简洁，如果应用传统的 collection 迭代操作，代码可能非常啰嗦，可读性也会比拟蹩脚；

stream 和 iterator 迭代的效率比拟

好了，下面 stream 的长处吹了那么多，stream 函数式的写法是很难受，那么 steam 的效率到底怎么呢？

先说论断：

  • 传统 iterator (for-loop) 比 stream(JDK8) 迭代性能要高，尤其在小数据量的状况下；

– 在多核情景下，对于大数据量的解决，parallel stream 能够有比 iterator 更高的迭代解决效率；

我别离对一个随机数列 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，对应用 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. 映射解决测试

把一个随机数列（List<Integer>）中的每一个元素自增 1 后，从新组装为一个新的 List<Integer>，测试的随机数列容量从 10 – 10000000，跑 10 次取均匀工夫；

//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. 过滤解决测试

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 次取均匀工夫；

//stream
List<Integer> result = list.stream()
.mapToInt(x -> x)
.filter(x -> x > 200)
.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. 天然排序测试

对一个随机数列（List<Integer>）进行天然排序，并组装为一个新的 List<Integer>，iterator 应用的是 Collections # sort API（应用归并排序算法实现），测试的随机数列容量从 10 – 10000000，跑 10 次取均匀工夫；

//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 次取均匀工夫；

//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>）各个元素应用“,”分隔的字符串，测试的随机数列容量从 10 – 10000000，跑 10 次取均匀工夫；

  //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 次取均匀工夫；

//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));

试验后果总结

从以上的试验来看，能够总结处以下几点：

  • 在少低数据量的解决场景中（size<=1000），stream 的解决效率是不如传统的 iterator 内部迭代器处理速度快的，然而实际上这些解决工作自身运行工夫都低于毫秒，这点效率的差距对一般业务简直没有影响，反而 stream 能够使得代码更加简洁；
  • 在大数据量（szie>10000）时，stream 的解决效率会高于 iterator，特地是应用了并行流，在 cpu 恰好将线程调配到多个外围的条件下（当然 parallel stream 底层应用的是 JVM 的 ForkJoinPool，这货色调配线程自身就很玄学），能够达到一个很高的运行效率，然而理论一般业务个别不会有须要迭代高于 10000 次的计算；
  • Parallel Stream 受引 CPU 环境影响很大，当没调配到多个 cpu 外围时，加上援用 forkJoinPool 的开销，运行效率可能还不如一般的 Stream；

应用 Stream 的倡议

  • 简略的迭代逻辑，能够间接应用 iterator，对于有多步解决的迭代逻辑，能够应用 stream，损失一点简直没有的效率，换来代码的高可读性是值得的；
  • 单核 cpu 环境，不举荐应用 parallel stream，在多核 cpu 且有大数据量的条件下，举荐应用 paralle stream；
  • stream 中含有装箱类型，在进行两头操作之前，最恶化成对应的数值流，缩小因为频繁的拆箱、装箱造成的性能损失；

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原文链接：https://blog.csdn.net/Al_assa…

版权申明：本文为 CSDN 博主「Al_assad」的原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协定，转载请附上原文出处链接及本申明。

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