Collection.toArray() 與 Collection.stream().toArray()

Question

考慮以下代碼：

List<String> myList = Arrays.asList(1, 2, 3);
String[] myArray1 = myList.toArray(new String[myList.size()]);
String[] myArray2 = myList.stream().toArray(String[]::new);
assert Arrays.equals(myArray1, myArray2);

在我看來，使用流要簡單得多。

因此，我測試了每個的速度。

 List<String> myList = Arrays.asList("1", "2", "3"); double start; start = System.currentTimeMillis(); for (int i = 0; i < 10_000_000; i++) { String[] myArray1 = myList.toArray(new String[myList.size()]); assert myArray1.length == 3; } System.out.println(System.currentTimeMillis() - start); start = System.currentTimeMillis(); for (int i = 0; i < 10_000_000; i++) { String[] myArray2 = myList.stream().toArray(String[]::new); assert myArray2.length == 3; } System.out.println(System.currentTimeMillis() - start);

結果是使用流大約慢了四倍。 在我的機器上，816 毫秒（流）與 187 毫秒（無流）。 我還嘗試切換時序語句（在 myArray1 之前的 myArray2），這對結果沒有太大影響。 為什么這么慢？ 創建Stream計算量如此大嗎？

我遵循了@Holger 的建議，對 JVM 測試進行了一些研究（肯定還不夠），閱讀了這篇文章、 這篇文章、 這篇文章，並使用了JMH 。

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結果（通過 JMH）：

private static final List<String> myList = IntStream.range(1, 1000).mapToObj(String::valueOf).collect(Collectors.toList());

@Benchmark
public void testMethod() {
    String[] myArray = myArrayList.stream().toArray(String[]::new);
}

StreamToArrayArrayListBenchmark.testMethod avgt 5 2846.346 ± 32.500 ns/op

private static final List<String> myList = IntStream.range(1, 1000).mapToObj(String::valueOf).collect(Collectors.toList());

@Benchmark
public void testMethod() {
    String[] myArray = myArrayList.toArray(new String[0]);
}

ToArrayEmptyArrayListBenchmark.testMethod avgt 5 1417.474 ± 20.725 ns/op

private static final List<String> myList = IntStream.range(1, 1000).mapToObj(String::valueOf).collect(Collectors.toList());

@Benchmark
public void testMethod() {
    String[] myArray = myArrayList.toArray(new String[myList.size()]);
}

ToArraySizedArrayListBenchmark.testMethod avgt 5 1853.622 ± 178.351 ns/op

---

private static final List<String> myList = new LinkedList<>(IntStream.range(1, 1000).mapToObj(String::valueOf).collect(Collectors.toList()));

@Benchmark
public void testMethod() {
    String[] myArray = myArrayList.stream().toArray(String[]::new);
}

StreamToArrayLinkedListBenchmark.testMethod avgt 5 4152.003 ± 59.281 ns/op

private static final List<String> myList = new LinkedList<>(IntStream.range(1, 1000).mapToObj(String::valueOf).collect(Collectors.toList()));

@Benchmark
public void testMethod() {
    String[] myArray = myArrayList.toArray(new String[0]);
}

ToArrayEmptyLinkedListBenchmark.testMethod avgt 5 4089.550 ± 29.880 ns/op

private static final List<String> myList = new LinkedList<>(IntStream.range(1, 1000).mapToObj(String::valueOf).collect(Collectors.toList()));

@Benchmark
public void testMethod() {
    String[] myArray = myArrayList.toArray(new String[myList.size()]);
}

ToArraySizedArrayListBenchmark.testMethod avgt 5 4115.557 ± 93.964 ns/op

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總結一下：

              | ArrayList | LinkedList
stream        | 2846      | 4152
toArray sized | 1853      | 4115
toArray empty | 1417      | 4089

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使用 JMH（可能是天真），我仍然看到ArrayList::toArray速度大約是Stream::toArray兩倍。 然而，這似乎是因為ArrayList能夠只進行數組復制，正如@Andreas 指出的那樣，因為當源是LinkedList ，結果大致相同。

了解myList.toArray(new String[0])絕對是件好事。

Answer 1

Arrays.asList()創建一個由可變參數數組參數直接支持的固定大小List 。 Javadoc 甚至這樣說：

返回由指定數組支持的固定大小列表。

它對toArray()是一個簡單的System.arraycopy() 。 非常快。

另一方面，當您執行myList.stream().toArray(String[]::new) ，大小未知，因此Stream.toArray()方法必須消耗流，收集所有值，然后創建數組並將值復制到數組中。 那會慢很多，並且需要更多的內存。

簡而言之，這是一種資源浪費。

如果你想要更簡單，就不要給出數組大小。 與使用 Streams 相比，它仍然更快且內存占用更少：

String[] myArray1 = myList.toArray(new String[0]);

Answer 2

在幕后，流比普通數組復雜得多。 編譯器會變得更好，但目前，順序 for 循環應該比流操作更快。

本文介紹了用於實現流的流管道的一些背景知識。 它可以幫助理解其背后的復雜性。

流的優點是代碼可以更清晰，更容易並行化。