Map遍历方式效率分析

概要

项目中我们经常会用到Map，也不可避免的需要遍历Map。偶然间刷到一篇文章，不推荐用keySet()遍历HashMap，推荐使用entrySet()进行遍历。给出的理由是keySet()遍历需要经历两次遍历，一次是转为Iterator对象，另一次是是从HashMap中取出key所对应的value；而entrySet()遍历只需要经历一次遍历。这里就不再分析底层的运行逻辑，而是以简单直观的数据运行来展示各遍历方式的效率。

本地环境

处理器：12th Gen Intel® Core™ i5-12500 3.00 GHz
机带RAM：32.0 GB
IDE：Eclipse 2024-09 (4.33.0)
JDK：jdk1.8.0_152

测试数据

准备两对数据（interval分别为1和100）：
第一队：1开始，每次增加1，即1，2，3，…
第二队：100开始，每次增加100，即100，200，300，…
准备五组对照组（size分别为1000、10000、100000、1000000和10000000）
数据获取代码如下：

    public static Map<String, String> getNumberMap(int size, int interval) {Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();String key, value;for (int i = 1; i <= size; i++) {key = "K" + i * interval;value = "V" + i * interval;map.put(key, value);}return map;}

Map遍历方式

keySet的Iterator遍历（key、value）

遍历key

    public static void keySetIterator4K(Map<String, String> map) {Iterator<String> iterator = map.keySet().iterator();String key;while (iterator.hasNext()) {key = iterator.next();}}

遍历value

    public static void keySetIterator4V(Map<String, String> map) {Iterator<String> iterator = map.keySet().iterator();String value;while (iterator.hasNext()) {value = map.get(iterator.next());}}

遍历key+value

    public static void keySetIterator4KV(Map<String, String> map) {Iterator<String> iterator = map.keySet().iterator();String key, value;while (iterator.hasNext()) {key = iterator.next();value = map.get(key);}}

keySet的for遍历（key、value）

遍历key

    public static void keySetFor4K(Map<String, String> map) {for (String key : map.keySet()) {}}

遍历value

    public static void keySetFor4V(Map<String, String> map) {String value;for (String key : map.keySet()) {value = map.get(key);}}

遍历key+value

    public static void keySetFor4KV(Map<String, String> map) {String value;for (String key : map.keySet()) {value = map.get(key);}}

entrySet的Iterator遍历（key、value）

遍历key

    public static void entrySetIterator4K(Map<String, String> map) {Iterator<Map.Entry<String, String>> iterator = map.entrySet().iterator();String key;while (iterator.hasNext()) {key = iterator.next().getKey();}}

遍历value

    public static void entrySetIterator4V(Map<String, String> map) {Iterator<Map.Entry<String, String>> iterator = map.entrySet().iterator();String value;while (iterator.hasNext()) {value = iterator.next().getValue();}}

遍历key+value

    public static void entrySetIterator4KV(Map<String, String> map) {Iterator<Map.Entry<String, String>> iterator = map.entrySet().iterator();Map.Entry<String, String> entry;String key, value;while (iterator.hasNext()) {entry = iterator.next();key = entry.getKey();value = entry.getValue();}}

entrySet的for遍历（key、value）

遍历key

    public static void entrySetFor4K(Map<String, String> map) {String key;for (Map.Entry<String, String> entry : map.entrySet()) {key = entry.getKey();}}

遍历value

    public static void entrySetFor4V(Map<String, String> map) {String value;for (Map.Entry<String, String> entry : map.entrySet()) {value = entry.getValue();}}

遍历key+value

    public static void entrySetFor4KV(Map<String, String> map) {String key, value;for (Map.Entry<String, String> entry : map.entrySet()) {key = entry.getKey();value = entry.getValue();}}

values的Iterator遍历（value）

    public static void valuesIterator4V(Map<String, String> map) {Iterator<String> iterator = map.values().iterator();String value;while (iterator.hasNext()) {value = iterator.next();}}

values的for遍历（value）

    public static void valuesFor4V(Map<String, String> map) {for (String value : map.values()) {}}

测试工具

    public static void main(String[] args) {int count = 1; // 测试执行次数int[] size = {1000, 10000, 100000, 1000000, 10000000}; // 数据量int[] interval = {1, 100}; // 初始及增长long startTime, endTime;for (int i = 1; i <= count; i++) {System.out.println("第" + i + "次测试：");for (int j = 0; j < size.length; j++) {System.out.println("    size=" + size[j] + "：");for (int k = 0; k < interval.length; k++) {StringBuffer result = new StringBuffer();Map<String, String> map = getNumberMap(size[j], interval[k]);/*** 遍历key*/startTime = System.currentTimeMillis();keySetIterator4K(map); // keySet的Iterator遍历endTime = System.currentTimeMillis();getResultTime(startTime, endTime, result);startTime = System.currentTimeMillis();keySetFor4K(map); // keySet的for遍历endTime = System.currentTimeMillis();getResultTime(startTime, endTime, result);startTime = System.currentTimeMillis();entrySetIterator4K(map); // entrySet的Iterator遍历endTime = System.currentTimeMillis();getResultTime(startTime, endTime, result);startTime = System.currentTimeMillis();entrySetFor4K(map); // entrySet的for遍历endTime = System.currentTimeMillis();getResultTime(startTime, endTime, result);/*** 遍历value*/startTime = System.currentTimeMillis();keySetIterator4V(map); // keySet的Iterator遍历endTime = System.currentTimeMillis();getResultTime(startTime, endTime, result);startTime = System.currentTimeMillis();keySetFor4V(map); // keySet的for遍历endTime = System.currentTimeMillis();getResultTime(startTime, endTime, result);startTime = System.currentTimeMillis();entrySetIterator4V(map); // entrySet的Iterator遍历endTime = System.currentTimeMillis();getResultTime(startTime, endTime, result);startTime = System.currentTimeMillis();entrySetFor4V(map); // entrySet的for遍历endTime = System.currentTimeMillis();getResultTime(startTime, endTime, result);startTime = System.currentTimeMillis();valuesIterator4V(map); // values的Iterator遍历endTime = System.currentTimeMillis();getResultTime(startTime, endTime, result);startTime = System.currentTimeMillis();valuesFor4V(map); // values的for遍历endTime = System.currentTimeMillis();getResultTime(startTime, endTime, result);/*** 遍历key+value*/startTime = System.currentTimeMillis();keySetIterator4KV(map); // keySet的Iterator遍历endTime = System.currentTimeMillis();getResultTime(startTime, endTime, result);startTime = System.currentTimeMillis();keySetFor4KV(map); // keySet的for遍历endTime = System.currentTimeMillis();getResultTime(startTime, endTime, result);startTime = System.currentTimeMillis();entrySetIterator4KV(map); // entrySet的Iterator遍历endTime = System.currentTimeMillis();getResultTime(startTime, endTime, result);getResultTime(startTime, endTime, result);startTime = System.currentTimeMillis();entrySetFor4KV(map); // entrySet的for遍历endTime = System.currentTimeMillis();getResultTime(startTime, endTime, result);System.out.println("        " + result.toString());}}}}

    public static void getResultTime(long startTime, long endTime, StringBuffer result) {String time = String.valueOf(endTime - startTime);if (result.toString().isEmpty()) {result.append(time);} else {result.append(" 、" + time);}}

数据运行结果

Map遍历方式效率分析
遍历场景	遍历方式	测试数据耗时（ms）
		数据量1000		数据量10000		数据量100000		数据量1000000		数据量10000000
		数据1	数据100	数据1	数据100	数据1	数据100	数据1	数据100	数据1	数据100
key	keySet的Iterator遍历	1	0	1	1	5	4	16	27	138	167
	keySet的for遍历	0	0	1	1	3	3	14	25	148	166
	entrySet的Iterator遍历	1	0	2	1	5	4	16	27	153	179
	entrySet的for遍历	0	0	0	1	4	3	15	26	156	177
value	keySet的Iterator遍历	0	0	1	0	5	7	19	36	216	212
	keySet的for遍历	0	0	1	1	4	6	20	36	222	215
	entrySet的Iterator遍历	0	1	0	1	4	3	16	26	156	172
	entrySet的for遍历	0	0	0	0	4	4	15	26	160	175
	values的Iterator遍历	1	0	1	1	4	3	15	25	150	162
	values的for遍历	0	0	0	0	4	3	14	25	148	162
key+value	keySet的Iterator遍历	0	0	1	0	5	5	20	37	210	214
	keySet的for遍历	0	0	1	0	5	5	19	37	213	210
	entrySet的Iterator遍历	0	0	1	0	5	4	16	27	164	178
	entrySet的for遍历	1	0	1	0	4	3	17	28	168	177

总结

对比上面表格做出以下总结：
1、当Map的size在100000及以下时，各种遍历方式之间差别不大
2、当Map的size为100000，字符串长度最大为9时，多数遍历方式出现字符串长度大遍历效率高（？）
3、当Map的size为100w以上时，可以明显看出keySet的Iterator遍历和for遍历在遍历value时耗时高于其他遍历方式
4、当Map的size为1000w，字符串长度最大为11时，字符串长度对遍历效率的影响变小（？）

所以，遍历HashMap时，如果只是遍历key或者数据量小于10000（？）时，那么无论哪种方式都是可以使用的；如果涉及到value的遍历，那么尽量避免使用keySet()相关的遍历。