java - 哪种代码在查找列表中的特定元素方面表现更好

Question

有多种方法可以在列表中查找元素。例如，我有一个列表，其中一些元素具有唯一的 ID。对于给定的 ID，我想从列表中返回特定元素。

列表示例(只是架构，不是正确的语法):

//Element(String id, int value)
List<Element> list = new ArrayList();
int elemCount = 1000000;
for(int i = 0; i<elemCount; i++)
    list.add(new Element("id"+i, i));
Collections.shuffle(list);
Element e = getElement("id" + ThreadLocalRandom.current().nextInt(0, elemCount));

给出以下两种方法，根据 java 内部实现，哪种方法通常执行得更好，为什么？

第一种方法:

public Element getElement(String id) {
   return list.stream()
      .filter(e -> e.getId().equals(id))
      .findAny()
      .orElse(null);
}

第二种方法:

public Element getElement(String id) {
   for(Element e : list)
      if(e.getId().equals(id))
         return e;
   return null;
}

• 选择“元素”作为对象只是为了举例。
• 不相关:元素的结构和大小、PC 性能等。
• Java 版本:1.8.0_111

Answer 1

由于我无法根据java内部实现得到答案，所以我为自己做了一个基准测试。

我想与大家分享我得出的结果。我确实为从大小 1 到 1000 的每个列表运行了基准测试。每个列表大小的每个基准测试都运行了 10000 次，并计算平均值以消除错误。

免责声明:我不是基准专家，我只是做了一个简单的实现。结果并非 100% 准确，我得出的结论可能是错误的。如果您能做得更好，请随意改进我的基准，或者自己制作一个基准并将结果发布在新答案中。

您可以在此处找到基准文件:https://github.com/Spenhouet/BenchmarkFindElement

1. 使用并行流来执行此简单任务会产生更多开销，并且比普通流更慢。
2. 如果列表已排序并且想要的项目是列表的最后一个， .findFirst() 比 .findAny() 更快。​​
3. 如果列表已排序并且想要的项目是列表的最后一个， 通过使用 .findAny()，“for”方法更快。
4. 如果列表被打乱并且想要的项目 ID 是随机的 .findFirst() 和 .findAny() 没有区别。
5. 如果列表被打乱并且想要的项目 ID 是随机的，那么“stream”和“for”方法之间只有一点点区别。 “流”方法稍微好一点

使用 Java 版本测试:1.8.0_111

例如，在包含 505 到 575 个项目的打乱列表中查找随机 ID 的性能图。蓝线是“for”方法，红线是“stream”方法。

例如，在具有 1 到 100000 个项目的打乱列表中查找随机 id 的性能图(平均仅为 10 倍)。蓝线是“for”方法，红线是“stream”方法。

如果您想查看一些图表/自己生成它们，则只需从上面的 github 链接下载存储库，导入项目并使用 VM 选项 -Xms1024m -Xmx4068m 运行它。

具有 1 到 40000 个列表元素，每个运行 100 次以获得平均值和 VM 选项:-Xms1024m -Xmx4068m -XX:+PrintCompilation -verbose:gc -Xbatch -XX:CICompilerCount=2