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來源：ImportNew – yizhe ，
透過本文，你可以更深入的學習 Java 語言中 forEach 語法的知識，以及它和 C 語言形式的 for 迴圈、 Steam API 的對比。
簡介
Java 程式員經常使用容器，比如 ArrayList 和 HashSet。Java 8 中的 lambda 語法和 steaming API 可以讓我們更方便的使用容器。大部分情況下，我們僅僅處理幾千個元素，也不會去考慮效能問題。但是，在一些極端場景下，如果我們需要遍歷上百萬個元素，效能問題就凸顯出來了。
本文將採用 JMH 計算每塊程式碼的執行時間。
forEach vs. C Style vs. Stream API
遍歷是一個基本的功能。所有程式語言都提供了簡單的語法，讓程式員去遍歷容器。Steam API 以一種非常直接的形式來遍歷容器。
public List
streamSingleThread(BenchMarkState state){ List
result = new ArrayList<>(state.testData.size()); state.testData.stream().forEach(item -> {
result.add(item);
});
return result;
}
public List
streamMultiThread(BenchMarkState state){ List
result = new ArrayList<>(state.testData.size()); state.testData.stream().parallel().forEach(item -> {
result.add(item);
});
return result;
}
forEach 迴圈也很簡單：
public List
forEach(BenchMarkState state){ List
result = new ArrayList<>(state.testData.size()); for(Integer item : state.testData){
result.add(item);
}
return result;
}
C 語言形式的 for 迴圈囉嗦一些，不過依然很緊湊：
public List
forCStyle(BenchMarkState state){ int size = state.testData.size();
List
result = new ArrayList<>(size); for(int j = 0; j < size; j ++){
result.add(state.testData.get(j));
}
return result;
}
以下是效能報告：
Benchmark Mode Cnt Score Error Units
TestLoopPerformance.forCStyle avgt 200 18.068 ± 0.074 ms/op
TestLoopPerformance.forEach avgt 200 30.566 ± 0.165 ms/op
TestLoopPerformance.streamMultiThread avgt 200 79.433 ± 0.747 ms/op
TestLoopPerformance.streamSingleThread avgt 200 37.779 ± 0.485 ms/op
使用 C 語言形式的 for 迴圈，JVM 每次僅僅增加一個數字，然後直接從記憶體裡讀出資料。這使得它非常迅速。但是 forEach 就大不一樣，根據 StackOverFlow 的這篇回答，和 Oracle 的文章，JVM 需要把 forEach 轉換成一個 iterator，然後每個元素都呼叫一次 hasNext() 方法。這就是 forEach 比 C 語言的形式慢一些的原因。
這篇回答
https://stackoverflow.com/questions/85190/how-does-the-java-for-each-loop-work/85206#85206
文章
https://docs.oracle.com/javase/1.5.0/docs/guide/language/foreach.html
哪一個是遍歷 Set 最高效的方法呢？
我們先定義測試資料集：
@State(Scope.Benchmark)
public static class BenchMarkState {
@Setup(Level.Trial)
public void doSetup() {
for(int i = 0; i < 500000; i++){
testData.add(Integer.valueOf(i));
}
}
@TearDown(Level.Trial)
public void doTearDown() {
testData = new HashSet<>(500000);
}
public Set
testData = new HashSet<>(500000); }
Java 中的 Set 也支援 Steam API 和 forEach 迴圈。參考之前的測試，如果我們把 Set 轉換成 ArrayList，然後遍歷 ArrayList，或許效能會好一些？
public List
forCStyle(BenchMarkState state){ int size = state.testData.size();
List
result = new ArrayList<>(size); Integer[] temp = (Integer[]) state.testData.toArray(new Integer[size]);
for(int j = 0; j < size; j ++){
result.add(temp[j]);
}
return result;
}
如果把 iterator 和 C 語言形式結合起來呢？
public List
forCStyleWithIteration(BenchMarkState state){ int size = state.testData.size();
List
result = new ArrayList<>(size); Iterator
iteration = state.testData.iterator(); for(int j = 0; j < size; j ++){
result.add(iteration.next());
}
return result;
}
或者，簡單的遍歷怎麼樣？
public List
forEach(BenchMarkState state){ List
result = new ArrayList<>(state.testData.size()); for(Integer item : state.testData) {
result.add(item);
}
return result;
}
這個主意不錯，不過它的效率也不高，因為初始化一個新的 ArrayList 同樣需要消耗資源。
Benchmark Mode Cnt Score Error Units
TestLoopPerformance.forCStyle avgt 200 6.013 ± 0.108 ms/op
TestLoopPerformance.forCStyleWithIteration avgt 200 4.281 ± 0.049 ms/op
TestLoopPerformance.forEach avgt 200 4.498 ± 0.026 ms/op
HashMap (使用 HashMap
結論
Foreach 和 Steam API 用來處理集合是很方便的。你可以更快的寫程式碼。不過，如果你的系統很穩定，效能是一個主要的考量，你應該考慮一下重寫你的迴圈。
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