Java集合性能分析-疯狂Java讲义

一、各Set实现类的性能分析

        HashSet和TreeSet是Set的两个典型实现。HashSet的性能总是比TreeSet好（特别是最常用的添加、查询元素等操作），因为TreeSet需要额外的红黑树算法来维护集合元素的次序。只有当需要一个排序的Set时，才应该使用TreeSet，否则都应该使用HashSet。

        HashSet的子类：LinkedHashSet，对于普通的插入、删除操作，LinkedHashSet比HashSet要略微慢一点，这是由维护链表所带来的额外开销造成的，但由于有了链表，遍历LinkedHashSet会更快

        EnumSet是所有Set实现类中性能最好的，但它只能保存同一个枚举类的枚举值作为集合元素

        Set的三个实现类HashSet、TreeSet和EnumSet都是线程不安全的。如果有多个线程同时访问一个Set集合，并且有超过一个线程修改了该Set集合，则必须手动保证该Set集合的同步性。通常可以通过Collections工具类的synchronizedSortedSet方法“包装”该Set集合。这个操作最好在创建时进行，以防止对Set集合的意外非同步访问。

 

二、各种线性表的性能分析

    Java提供的List就是一个线性表接口，而ArrayList、LinkedList又是线性表的两种典型实现：基于数组的线性表和基于链表的线性表。Queue代表了队列，Deque代表了双端队列（既可作为队列使用，也可作为栈使用）

    一般来说,由于数组以一块连续内存区来保存所有的数组元素，所以数组在随机访问时性能最好，所有的内部以数组作为底层实现的集合在随机访问时性能都比较好；而内部以链表作为底层实现的集合在执行插入、删除操作时有较好的性能。但总体来说，ArrayList的性能比LinkedList的性能要好，因此大部分时候都应该考虑使用ArrayList。

     关于使用List集合有如下建议：
    
     1. 如果需要遍历List集合元素，对于ArrayList、Vector集合，应该使用随机访问方法(get)来遍历集合元素，这样性能更好；对于LinkedList集合，则应该采用迭代器(Iterator)来遍历集合元素。

    2. 如果需要经常执行插入、删除操作来改变包含大量数据的List集合的大小，可考虑使用LinkedList集合。使用ArrayList、Vector集合可能需要经常重新分配内部数组的大小,效果可能较差。

    3. 如果有多个线程需要同时访问List集合中的元素，开发者可考虑使用Collections将集合包装成线程安全的集合。

 

三、各Map实现类的性能分析
    
     对于Map的常用实现类而言，虽然HashMap和Hashtable的实现机制几乎一样，但由于Hashtable是一个古老的、线程安全的集合，因此HashMap通常比Hashtable要快。
    
     TreeMap通常比HashMap、Hashtable要慢（尤其在插入、删除key-value对时更慢），因为底层采用红黑树来管理key-value对(红黑树的每个节点就是一个key-value对)。

    使用TreeMap有一个好处: TreeMap中的key-value对总是处于有序状态，无须专门进行排序操作。当TreeMap被填充之后，就可以调用keySet（），取得由key组成的Set，然后使用toArray（）方法生成key数组，接下来使用Arrays的binarySearch（）方法在已排序的数组中快速地查询对象。

    对于一般的应用场景，程序应该多考虑使用HashMap,因为HashMap正是为快速查询设计的（HashMap底层其实也是采用数组来存储key-value对）。但如果程序需要一个总是排好序的Map时,则可以考虑使用TreeMap。
    
     LinkedHashMap比HashMap慢一点，因为它需要维护链表来保持Map中key-value时的添加顺序。IdentityHashMap性能没有特别出色之处，因为它采用与HashMap基本相似的实现，只是它使用==而不是equals（）方法来判断元素相等。EnumMap的性能最好，但它只能使用同一个枚举类的枚举值作为key。