ArrayList容器三种遍历元素方法的性能对比报告

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import java.util.ArrayList; import java.util.Iterator; import java.util.LinkedList; import java.util.List;   public class ForEachIteratorForPerformanceTest {       public static void main(String[] args)     {         int loop_count = 100000;         String test;         List list = new ArrayList();         for (int i = 0; i < loop_count; i++)         {             list.add(String.valueOf(i));         }           long start = System.nanoTime();         for (String s : list)         {             test = s;         }         System.out.println(System.nanoTime() - start);           start = System.nanoTime();           for (Iterator it = list.iterator(); it.hasNext();)         {             test = it.next();           }         System.out.println(System.nanoTime() - start);           start = System.nanoTime();         int size = list.size();         for (int i = 0; i < size; i++)         {             test = list.get(i);           }         System.out.println(System.nanoTime() - start);     } }

结果大出我的意料之外。

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6582505     //ForEach方式遍历大小为十万的ArrayList消耗的时间，单位纳秒，大约6.5毫秒 4596135     //Iterator方式遍历大小为十万的ArrayList消耗的时间，单位纳秒，大约4.5毫秒 1522557     //For方式遍历大小为十万的ArrayList消耗的时间，单位纳秒，大约1.5毫秒

从上面的测试结果来看，for方式几乎是iterator方式的3倍，而iterator方式几乎是foreach的1.5倍！ 秉着探究事实真相的精神，我们来分析下这到底是怎么一回事。 先来看foreach和iterator的差异性。下面是使用javap命令把java的字节码反编译后的Java虚拟机规范定义的字节代码指令，我们来对比下它们的差异性。  ForEach方式：

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55:  aload   7 57:  invokeinterface #41,  1; //InterfaceMethod java/util/Iterator.next:()Ljava/lang/Object; 62:  checkcast   #20; //class java/lang/String 65:  astore  6 67:  aload   6 69:  astore_2 70:  aload   7 72:  invokeinterface #47,  1; //InterfaceMethod java/util/Iterator.hasNext:()Z 77:  ifne    55

Iterator方式：

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108: aload   6 110: invokeinterface #41,  1; //InterfaceMethod java/util/Iterator.next:()Ljava/lang/Object; 115: checkcast   #20; //class java/lang/String 118: astore_2 119: aload   6 121: invokeinterface #47,  1; //InterfaceMethod java/util/Iterator.hasNext:()Z 126: ifne    108

可以看出，foreach循环竟然是用iterator实现的，除了高亮标注的第4、5行外，其它的指令和显式使用iterator方式一模一样。令人不解的是，foreach循环竟然还比显式使用iterator的方式多出了两条指令。看来这就是foreach循环比iterator迭代慢的原因了。jdk5引入的这一新特性除了让代码看起来简洁外，并没有什么高明之处。有点小失望。 再来看看for循环的字节代码指令：

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160: aload_3 161: iload   7 163: invokeinterface #65,  2; //InterfaceMethod java/util/List.get:(I)Ljava/lang/Object; 168: checkcast   #20; //class java/lang/String 171: astore_2 172: iinc    7, 1 175: iload   7 177: iload   6 179: if_icmplt   160

foreach和iterator方式的循环体中有两条invokeinterface的指令;而for循环中只有一条invokeinterface指令，其余的都是堆栈操作，而堆栈操作是快于invokeinterface操作的。这也是for循环快于iterator的原因。 这么看来，要遍历ArrayList中的元素，还是首推for循环，好处有两点：

1. 速度快
2. 有的情况下你是需要一个索引号的，而for循环默认就提供了，iterator和foreach还得额外定义变量。

当然，上面的例子中for循环快于iterator是有条件限制的。还是拿上述例子来说，for循环中调用的是list.get方法，而该list是ArrayList，get方法其实就是根据数字下标获取对象。ArrayList的读取是非常快的，就那么几条汇编指令，时间复杂度是o(1)。但是如果把ArrayList换成LinkedList，for循环就会比iterator慢上2 ~ 3个数量级了。原因就在于linkedlist的get方法调用每次都要遍历一遍LinkedList，时间复杂度是o(n)。当然，罪魁祸首是LinkedList.get方法。我贴一个测试结果给你看就明白了。

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2359660     //ForEach方式遍历大小为一万的LinkedList消耗的时间，单位纳秒 284634     //Iterator方式遍历大小为一万的LinkedList消耗的时间，单位纳秒 182291581     //For方式遍历大小为一万的LinkedList消耗的时间，单位纳秒

因此，如果要遍历LinkedList容器中的元素，最好还是显式的使用iterator方法。

 

参考资料：《ArrayList容器三种遍历元素方法的性能对比报告》 http://www.suselinks.us/performance-comparison-between-3-ways-to-traverse-an-arraylist