Java8 Lambda性能与公共功能

Question

我已经使用Java8 VS对lambda性能进行了一些演示测试。 Java8公共功能。

案例如下：

1. 我有一个10人（5男5女）的名单。

2. 我想知道哪个女人的年龄在18到25岁之间

现在，当我执行这些步骤数百万次时，结果将是：

使用ForEach的Lambda：395毫秒（使用JUnit时为396毫秒）

公共函数采用：173毫秒（使用JUnit时为169毫秒）

Lambda with Collect花费了334毫秒（使用JUnit时为335毫秒）

现在我没想到lambda的执行时间比普通函数长两倍到六倍。

所以，现在我非常想知道我是否错过了这里的一些东西。

源代码可以在这里找到： pastebin.com/BJBk4Tu6

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跟进：

1. 将列表扩展为1.000.000项时
2. 并过滤所有年轻的成年女性一次

结果将是：

与ForEach一起使用的Lambda：59毫秒

公共职能采取：15毫秒

Lambda with Collect：12毫秒

但是，当我尝试过滤100,000次现有的1.000.000人时，结果如下：

使用ForEach的Lambda：227毫秒

公共职能：134毫秒

带收集的Lambda：172毫秒

因此，作为最终结论：Lambdas在过滤较大列表时更快，而公共函数（旧方法）在过滤较小列表时更快。

此外，在过滤任何列表时，公共功能更快，无论出于何种目的，您都需要这样做。

最新代码： pastebin.com/LcVhgnYv

Answer 1

正如评论中所指出的那样：你很难从这样一个简单而孤立的微基准测试中得出任何结论。

部分引用另一个（不相关的）答案 ：

为了正确可靠地测量执行时间，存在几种选择。 除了像VisualVM这样的分析器之外，还有像JMH或Caliper这样的框架，但不可否认，使用它们可能需要付出一些努力。

对于最简单的基本手动Java Microbenchmark形式，您必须考虑以下事项：

• 多次运行算法，让JIT有机会参与进来
• 交替运行算法，而不是一个接一个地运行
• 随着输入大小的增加运行算法
• 以某种方式保存并打印计算结果，以防止计算被优化掉
• 考虑垃圾收集器（GC） 可能会导致时序失真

这些只是经验法则 ，可能仍会有意想不到的结果（有关详细信息，请参阅上面的链接）。 但是这种策略，你通常获得有关性能的良好指示，并且至少可以看它是否有可能是真的有算法之间显著的差异。

相关阅读：

• 如何在Java中编写正确的微基准测试？
• Java理论与实践：有缺陷的微基准的剖析
• HotSpot Internals

我将这些基本步骤应用到您的程序中。 这是一个MCVE ：

注意：其余部分已更新，以响应问题的后续编辑）

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Random;
import java.util.stream.Collectors;

class Person {
    public static final int MALE = 0;
    public static final int FEMALE = 1;
    private final String name;
    private final int sex;
    private final int age;

    public Person(String name, int sex, int age) {
        this.name = name;
        this.sex = sex;
        this.age = age;
    }

    public int getSex() {
        return sex;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }
}

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        new Main();
    }

    private List<Person> people;

    public Main() {

        for (int size=10; size<=1000000; size*=10) {

            Random r = new Random(0);
            people = new ArrayList<Person>();
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                int s = r.nextInt(2);
                int a = 25 + r.nextInt(20);
                people.add(new Person("p" + i, s, a));
            }

            int min = 10000000 / size;
            int max = 10 * min;
            for (int n = min; n <= max; n += min) {
                lambdaMethodUsingForEach(n);
                lambdaMethodUsingCollect(n);
                defaultMethod(n);
            }
        }
    }

    public void lambdaMethodUsingForEach(int n) {
        List<Person> lambdaOutput = new ArrayList<Person>();
        long lambdaStart = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            lambdaOutput.addAll(getFemaleYoungAdultsUsingLambdaUsingForEach());
        }
        System.out.printf("List size: %10d, runs: %10d, result: %10d, ForEach took: " +
            (System.currentTimeMillis() - lambdaStart) + " ms\n",
            people.size(), n, lambdaOutput.size());
    }

    public void lambdaMethodUsingCollect(int n) {
        List<Person> lambdaOutput = new ArrayList<Person>();
        long lambdaStart = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            lambdaOutput.addAll(getFemaleYoungAdultsUsingLambdaUsingCollect());
        }
        System.out.printf("List size: %10d, runs: %10d, result: %10d, collect took: " +
            (System.currentTimeMillis() - lambdaStart) + " ms\n",
            people.size(), n, lambdaOutput.size());
    }

    public void defaultMethod(int n) {
        List<Person> defaultOutput = new ArrayList<Person>();
        long defaultStart = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            defaultOutput.addAll(getFemaleYoungAdultsUsingFunctions());
        }
        System.out.printf("List size: %10d, runs: %10d, result: %10d, default took: " +
            (System.currentTimeMillis() - defaultStart) + " ms\n",
            people.size(), n, defaultOutput.size());
    }

    public List<Person> getFemaleYoungAdultsUsingLambdaUsingForEach() {
        List<Person> people = new ArrayList<Person>();
        this.people.stream().filter(
                (p) -> p.getSex() == Person.FEMALE &&
                p.getAge() >= 18 &&
                p.getAge() <= 25).forEach(people::add);
        return people;
    }

    public List<Person> getFemaleYoungAdultsUsingLambdaUsingCollect() {
        return this.people.stream().filter(
                (p) -> p.getSex() == Person.FEMALE &&
                p.getAge() >= 18 &&
                p.getAge() <= 25).collect(Collectors.toList());
    }

    public List<Person> getFemaleYoungAdultsUsingFunctions() {
        List<Person> people = new ArrayList<Person>();
        for (Person p : this.people) {
            if (p.getSex() == Person.FEMALE && p.getAge() >= 18 && p.getAge() <= 25) {
                people.add(p);
            }
        }
        return people;
    }
}

MyMachine®上的输出与此类似：

    ...
List size:       10, runs:   10000000, result:   10000000, ForEach took: 1482 ms
List size:       10, runs:   10000000, result:   10000000, collect took: 2014 ms
List size:       10, runs:   10000000, result:   10000000, default took: 1013 ms
...
List size:      100, runs:    1000000, result:    3000000, ForEach took: 664 ms
List size:      100, runs:    1000000, result:    3000000, collect took: 515 ms
List size:      100, runs:    1000000, result:    3000000, default took: 441 ms
...
List size:     1000, runs:     100000, result:    2300000, ForEach took: 778 ms
List size:     1000, runs:     100000, result:    2300000, collect took: 721 ms
List size:     1000, runs:     100000, result:    2300000, default took: 841 ms
...
List size:    10000, runs:      10000, result:    2450000, ForEach took: 970 ms
List size:    10000, runs:      10000, result:    2450000, collect took: 971 ms
List size:    10000, runs:      10000, result:    2450000, default took: 1119 ms
...
List size:   100000, runs:       1000, result:    2536000, ForEach took: 976 ms
List size:   100000, runs:       1000, result:    2536000, collect took: 1057 ms
List size:   100000, runs:       1000, result:    2536000, default took: 1109 ms
...
List size:  1000000, runs:        100, result:    2488600, ForEach took: 1323 ms
List size:  1000000, runs:        100, result:    2488600, collect took: 1305 ms
List size:  1000000, runs:        100, result:    2488600, default took: 1422 ms

您可以看到ForEach和default （公共方法）方法之间的差异即使对于较小的列表也会消失。 对于较大的列表，基于lambda的方法甚至似乎有一点点优势。

再次强调这一点：这是一个非常简单的微基准测试，即使这并不一定能说明这些方法在实践中的表现。 但是，至少可以合理地假设ForEach和公共方法之间的差异不如初始测试所建议的那么大。 Nevertleless：对于任何在JMH或Caliper中运行此操作的人来说，我都会获得+1，并对此发表一些进一步的见解。