一、粉絲的反饋

問:stream比for回圈慢5倍,用這個是為了啥?
答:互聯網是一個新聞泛濫的時代,三人成虎,以假亂真的事情時候發生,作為一個技術開發者,要自己去動手去做,不要人云亦云,
的確,這位粉絲說的這篇文章我也看過,我就不貼地址了,也沒必要給他帶流量,怎么說呢?就是一個不懂得測驗的、不入流開發工程師做的性能測驗,給出了一個危言聳聽的結論,
二、所有性能測驗結論都是片面的
性能測驗是必要的,但針對性能測驗的結果,永遠要持懷疑態度,為什么這么說?
- 性能測驗脫離業務場景就是片面的性能測驗,你能覆寫所有的業務場景么?
- 性能測驗脫離硬體環境就是片面的性能測驗,你能覆寫所有的硬體環境么?
- 性能測驗脫離開發人員的知識面就是片面的性能測驗,你能覆寫各種開發人員奇奇怪怪的代碼么?
所以,我從來不相信網上的任何性能測驗的文章,凡是我自己的從事的業務場景,我都要在接近生產環境的機器上自己測驗一遍, 所有性能測驗結論都是片面的,只有你生產環境下的運行結果才是真的,
三、動手測驗Stream的性能
3.1.環境
windows10 、16G記憶體、i7-7700HQ 2.8HZ 、64位作業系統、JDK 1.8.0_171
3.2.測驗用例與測驗結論
我們在上一節,已經講過:
- 針對不同的資料結構,Stream流的執行效率是不一樣的
- 針對不同的資料源,Stream流的執行效率也是不一樣的
所以記住筆者的話:所有性能測驗結論都是片面的,你要自己動手做,相信你自己的代碼和你的環境下的測驗!我的測驗結果僅僅代表我自己的測驗用例和測驗資料結構!
3.2.1.測驗用例一
測驗用例:5億個int亂數,求最小值
測驗結論(測驗代碼見后文):
- 使用普通for回圈,執行效率是Stream串行流的2倍,也就是說普通for回圈性能更好,
- Stream并行流計算是普通for回圈執行效率的4-5倍,
- Stream并行流計算 > 普通for回圈 > Stream串行流計算

3.2.測驗用例二
測驗用例:長度為10的1000000隨機字串,求最小值
測驗結論(測驗代碼見后文):
- 普通for回圈執行效率與Stream串行流不相上下
- Stream并行流的執行效率遠高于普通for回圈
- Stream并行流計算 > 普通for回圈 = Stream串行流計算

3.3.測驗用例三
測驗用例:10個用戶,每人200個訂單,按用戶統計訂單的總價,
測驗結論(測驗代碼見后文):
- Stream并行流的執行效率遠高于普通for回圈
- Stream串行流的執行效率大于等于普通for回圈
- Stream并行流計算 > Stream串行流計算 >= 普通for回圈

四、最終測驗結論
- 對于簡單的數字(list-Int)遍歷,普通for回圈效率的確比Stream串行流執行效率高(1.5-2.5倍),但是Stream流可以利用并行執行的方式發揮CPU的多核優勢,因此并行流計算執行效率高于for回圈,
- 對于list-Object型別的資料遍歷,普通for回圈和Stream串行流比也沒有任何優勢可言,更不用提Stream并行流計算,
雖然在不同的場景、不同的資料結構、不同的硬體環境下,Stream流與for回圈性能測驗結果差異較大,甚至發生逆轉,但是總體上而言:
- Stream并行流計算 >> 普通for回圈 ~= Stream串行流計算 (之所以用兩個大于號,你細品)
- 資料容量越大,Stream流的執行效率越高,
- Stream并行流計算通常能夠比較好的利用CPU的多核優勢,CPU核心越多,Stream并行流計算效率越高,
stream比for回圈慢5倍?也許吧,單核CPU、串行Stream的int型別資料遍歷?我沒試過這種場景,但是我知道這不是應用系統的核心場景,看了十幾篇測驗博文,和我的測驗結果,我的結論是: 在大多數的核心業務場景下及常用資料結構下,Stream的執行效率比for回圈更高, 畢竟我們的業務中通常是實實在在的物體物件,沒事誰總對List<Int>型別進行遍歷?誰的生產服務器是單核?,
五、測驗代碼
<dependency>
<groupId>com.github.houbb</groupId>
<artifactId>junitperf</artifactId>
<version>2.0.0</version>
</dependency>
測驗用例一:
import com.github.houbb.junitperf.core.annotation.JunitPerfConfig;
import com.github.houbb.junitperf.core.report.impl.HtmlReporter;
import org.junit.jupiter.api.BeforeAll;
import java.util.Arrays;
import java.util.Random;
public class StreamIntTest {
public static int[] arr;
@BeforeAll
public static void init() {
arr = new int[500000000]; //5億個隨機Int
randomInt(arr);
}
@JunitPerfConfig( warmUp = 1000, reporter = {HtmlReporter.class})
public void testIntFor() {
minIntFor(arr);
}
@JunitPerfConfig( warmUp = 1000, reporter = {HtmlReporter.class})
public void testIntParallelStream() {
minIntParallelStream(arr);
}
@JunitPerfConfig( warmUp = 1000, reporter = {HtmlReporter.class})
public void testIntStream() {
minIntStream(arr);
}
private int minIntStream(int[] arr) {
return Arrays.stream(arr).min().getAsInt();
}
private int minIntParallelStream(int[] arr) {
return Arrays.stream(arr).parallel().min().getAsInt();
}
private int minIntFor(int[] arr) {
int min = Integer.MAX_VALUE;
for (int anArr : arr) {
if (anArr < min) {
min = anArr;
}
}
return min;
}
private static void randomInt(int[] arr) {
Random r = new Random();
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
arr[i] = r.nextInt();
}
}
}
測驗用例二:
import com.github.houbb.junitperf.core.annotation.JunitPerfConfig;
import com.github.houbb.junitperf.core.report.impl.HtmlReporter;
import org.junit.jupiter.api.BeforeAll;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Random;
public class StreamStringTest {
public static ArrayList<String> list;
@BeforeAll
public static void init() {
list = randomStringList(1000000);
}
@JunitPerfConfig(duration = 10000, warmUp = 1000, reporter = {HtmlReporter.class})
public void testMinStringForLoop(){
String minStr = null;
boolean first = true;
for(String str : list){
if(first){
first = false;
minStr = str;
}
if(minStr.compareTo(str)>0){
minStr = str;
}
}
}
@JunitPerfConfig(duration = 10000, warmUp = 1000, reporter = {HtmlReporter.class})
public void textMinStringStream(){
list.stream().min(String::compareTo).get();
}
@JunitPerfConfig(duration = 10000, warmUp = 1000, reporter = {HtmlReporter.class})
public void testMinStringParallelStream(){
list.stream().parallel().min(String::compareTo).get();
}
private static ArrayList<String> randomStringList(int listLength){
ArrayList<String> list = new ArrayList<>(listLength);
Random rand = new Random();
int strLength = 10;
StringBuilder buf = new StringBuilder(strLength);
for(int i=0; i<listLength; i++){
buf.delete(0, buf.length());
for(int j=0; j<strLength; j++){
buf.append((char)('a'+ rand.nextInt(26)));
}
list.add(buf.toString());
}
return list;
}
}
測驗用例三:
import com.github.houbb.junitperf.core.annotation.JunitPerfConfig;
import com.github.houbb.junitperf.core.report.impl.HtmlReporter;
import org.junit.jupiter.api.BeforeAll;
import java.util.*;
import java.util.stream.Collectors;
public class StreamObjectTest {
public static List<Order> orders;
@BeforeAll
public static void init() {
orders = Order.genOrders(10);
}
@JunitPerfConfig(duration = 10000, warmUp = 1000, reporter = {HtmlReporter.class})
public void testSumOrderForLoop(){
Map<String, Double> map = new HashMap<>();
for(Order od : orders){
String userName = od.getUserName();
Double v;
if((v=map.get(userName)) != null){
map.put(userName, v+od.getPrice());
}else{
map.put(userName, od.getPrice());
}
}
}
@JunitPerfConfig(duration = 10000, warmUp = 1000, reporter = {HtmlReporter.class})
public void testSumOrderStream(){
orders.stream().collect(
Collectors.groupingBy(Order::getUserName,
Collectors.summingDouble(Order::getPrice)));
}
@JunitPerfConfig(duration = 10000, warmUp = 1000, reporter = {HtmlReporter.class})
public void testSumOrderParallelStream(){
orders.parallelStream().collect(
Collectors.groupingBy(Order::getUserName,
Collectors.summingDouble(Order::getPrice)));
}
}
class Order{
private String userName;
private double price;
private long timestamp;
public Order(String userName, double price, long timestamp) {
this.userName = userName;
this.price = price;
this.timestamp = timestamp;
}
public String getUserName() {
return userName;
}
public double getPrice() {
return price;
}
public long getTimestamp() {
return timestamp;
}
public static List<Order> genOrders(int listLength){
ArrayList<Order> list = new ArrayList<>(listLength);
Random rand = new Random();
int users = listLength/200;// 200 orders per user
users = users==0 ? listLength : users;
ArrayList<String> userNames = new ArrayList<>(users);
for(int i=0; i<users; i++){
userNames.add(UUID.randomUUID().toString());
}
for(int i=0; i<listLength; i++){
double price = rand.nextInt(1000);
String userName = userNames.get(rand.nextInt(users));
list.add(new Order(userName, price, System.nanoTime()));
}
return list;
}
@Override
public String toString(){
return userName + "::" + price;
}
}
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