java - Guava ImmutableMap 的访问速度明显比 HashMap 慢

Question

在对一些高吞吐量数据结构进行内存基准测试时，我意识到我可以使用 ImmutableMap 只需进行一点重构。

认为这将是一个改进，我将其投入其中，并惊讶地发现它不仅比 HashMap 慢，而且在单线程环境中它似乎一直更慢，甚至比 ConcurrentHashMap!

你可以看到full benchmark

测试的内容非常简单，计算获取 map 中可能存在的大量随机字符串需要多长时间。

public static void timeAccess(Map<String,String> map) {
    Random rnd = new Random(seed);
    int foundCount = 0;

    long start = System.nanoTime();

    for(int i = 0; i < loop; i++) {
        String s = map.get(RndString.build(rnd));
        if(s != null)
            foundCount++;
    }

    long stop = System.nanoTime() - start;

    System.out.println("Found "+foundCount+" strings out of "+loop+" attempts - "+
        String.format("%.2f",100.0*foundCount/loop)+" success rate.");
    System.out.println(map.getClass().getSimpleName()+" took "+
        String.format("%.4f", stop/1_000_000_000.0)+" seconds.");
    System.out.println();
}

并且针对包含相同值的 HashMap、ConcurrentHashMap 和 ImmutableMap 运行此程序，当使用 ImmutableMap - 通常会慢 15% 以上。 map 越稀疏(即 map.get() 返回 null 的频率越高)差异越大。这是示例运行的结果:

Found 35312152 strings out of 100000000 attempts - 35.31 success rate.
HashMap took 29.4538 seconds.

Found 35312152 strings out of 100000000 attempts - 35.31 success rate.
ConcurrentHashMap took 32.1465 seconds.

Found 35312152 strings out of 100000000 attempts - 35.31 success rate.
RegularImmutableMap took 37.9709 seconds.

这是记录/预期的问题吗？ Guava Docs表示 Immutable*** 内存效率更高，但没有说明速度。对于这种程度的减速，我倾向于处理内存成本并在速度成为问题时避免使用 Immutable*** (什么时候不是？!)。我错过了什么吗？

另请参阅:https://groups.google.com/forum/?fromgroups=#!topic/guava-discuss/I7yPpa5Hlpg

Answer 1

正如 Louis Wasserman 所说，ImmutableMap 没有针对具有慢速 equals 方法的对象进行优化。我认为主要区别在这里:

HashMap :

if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))
    return e.value;

ImmtubleMap :

if (key.equals(candidateKey)) {
    return entry.getValue();

如您所见，要检查冲突，HashMap 首先检查哈希。这允许快速拒绝具有不同哈希值的值。由于 String 不会在其 equals 方法中进行此检查，因此这会使 HashMap 更快。 ImmutableMap 不使用此优化，因为当 equals 已经优化时，它会使测试变慢。