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這篇文章主要講解了“Java8的Stream API性能分析”,文中的講解內(nèi)容簡單清晰,易于學(xué)習(xí)與理解,下面請大家跟著小編的思路慢慢深入,一起來研究和學(xué)習(xí)“Java8的Stream API性能分析”吧!
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Stream Performance
已經(jīng)對 Stream API 的用法鼓吹夠多了,用起簡潔直觀,但性能到底怎么樣呢?會不會有很高的性能損失?本節(jié)我們對 Stream API 的性能一探究竟。
為保證測試結(jié)果真實(shí)可信,我們將 JVM 運(yùn)行在 -server
模式下,測試數(shù)據(jù)在 GB 量級,測試機(jī)器采用常見的商用服務(wù)器,配置如下:
OS | CentOS 6.7 x86_64 |
CPU | Intel Xeon X5675, 12M Cache 3.06 GHz, 6 Cores 12 Threads |
內(nèi)存 | 96GB |
JDK | java version 1.8.0_91, Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM |
測試方法和測試數(shù)據(jù)
性能測試并不是容易的事,Java 性能測試更費(fèi)勁,因?yàn)樘摂M機(jī)對性能的影響很大,JVM 對性能的影響有兩方面:
GC 的影響。GC 的行為是 Java 中很不好控制的一塊,為增加確定性,我們手動指定使用 CMS 收集器,并使用 10GB 固定大小的堆內(nèi)存。具體到 JVM 參數(shù)就是
-XX:+UseConcMarkSweepGC-Xms10G-Xmx10G
JIT(Just-In-Time) 即時編譯技術(shù)。即時編譯技術(shù)會將熱點(diǎn)代碼在 JVM 運(yùn)行的過程中編譯成本地代碼,測試時我們會先對程序預(yù)熱,觸發(fā)對測試函數(shù)的即時編譯。相關(guān)的 JVM 參數(shù)是
-XX:CompileThreshold=10000
。
Stream 并行執(zhí)行時用到 ForkJoinPool.commonPool()
得到的線程池,為控制并行度我們使用 Linux 的 taskset
命令指定 JVM 可用的核數(shù)。
測試數(shù)據(jù)由程序隨機(jī)生成。為防止一次測試帶來的抖動,測試 4 次求出平均時間作為運(yùn)行時間。
實(shí)驗(yàn)一 基本類型迭代
測試內(nèi)容:找出整型數(shù)組中的最小值。對比 for 循環(huán)外部迭代和 Stream API 內(nèi)部迭代性能。
測試程序 IntTest,測試結(jié)果如下圖:
圖中展示的是 for 循環(huán)外部迭代耗時為基準(zhǔn)的時間比值。分析如下:
對于基本類型 Stream 串行迭代的性能開銷明顯高于外部迭代開銷(兩倍);
Stream 并行迭代的性能比串行迭代和外部迭代都好。
并行迭代性能跟可利用的核數(shù)有關(guān),上圖中的并行迭代使用了全部 12 個核,為考察使用核數(shù)對性能的影響,我們專門測試了不同核數(shù)下的 Stream 并行迭代效果:
分析,對于基本類型:
使用 Stream 并行 API 在單核情況下性能很差,比 Stream 串行 API 的性能還差;
隨著使用核數(shù)的增加,Stream 并行效果逐漸變好,比使用 for 循環(huán)外部迭代的性能還好。
以上兩個測試說明,對于基本類型的簡單迭代,Stream 串行迭代性能更差,但多核情況下 Stream 迭代時性能較好。
實(shí)驗(yàn)二 對象迭代
再來看對象的迭代效果。
測試內(nèi)容:找出字符串列表中最小的元素(自然順序),對比 for 循環(huán)外部迭代和 Stream API 內(nèi)部迭代性能。
測試程序 StringTest,測試結(jié)果如下圖:
結(jié)果分析如下:
對于對象類型 Stream 串行迭代的性能開銷仍然高于外部迭代開銷(1.5 倍),但差距沒有基本類型那么大。
Stream 并行迭代的性能比串行迭代和外部迭代都好。
再來單獨(dú)考察 Stream 并行迭代效果:
分析,對于對象類型:
使用 Stream 并行 API 在單核情況下性能比 for 循環(huán)外部迭代差;
隨著使用核數(shù)的增加,Stream 并行效果逐漸變好,多核帶來的效果明顯。
以上兩個測試說明,對于對象類型的簡單迭代,Stream 串行迭代性能更差,但多核情況下 Stream 迭代時性能較好。
實(shí)驗(yàn)三 復(fù)雜對象歸約
從實(shí)驗(yàn)一、二的結(jié)果來看,Stream 串行執(zhí)行的效果都比外部迭代差(很多),是不是說明 Stream 真的不行了?先別下結(jié)論,我們再來考察一下更復(fù)雜的操作。
測試內(nèi)容:給定訂單列表,統(tǒng)計(jì)每個用戶的總交易額。對比使用外部迭代手動實(shí)現(xiàn)和 Stream API 之間的性能。
我們將訂單簡化為
構(gòu)成的元組,并用 Order
對象來表示。測試程序 ReductionTest,測試結(jié)果如下圖:
分析,對于復(fù)雜的歸約操作:
Stream API 的性能普遍好于外部手動迭代,并行 Stream 效果更佳;
再來考察并行度對并行效果的影響,測試結(jié)果如下:
分析,對于復(fù)雜的歸約操作:
使用 Stream 并行歸約在單核情況下性能比串行歸約以及手動歸約都要差,簡單說就是最差的;
隨著使用核數(shù)的增加,Stream 并行效果逐漸變好,多核帶來的效果明顯。
以上兩個實(shí)驗(yàn)說明,對于復(fù)雜的歸約操作,Stream 串行歸約效果好于手動歸約,在多核情況下,并行歸約效果更佳。我們有理由相信,對于其他復(fù)雜的操作,Stream API 也能表現(xiàn)出相似的性能表現(xiàn)。
感謝各位的閱讀,以上就是“Java8的Stream API性能分析”的內(nèi)容了,經(jīng)過本文的學(xué)習(xí)后,相信大家對Java8的Stream API性能分析這一問題有了更深刻的體會,具體使用情況還需要大家實(shí)踐驗(yàn)證。這里是創(chuàng)新互聯(lián),小編將為大家推送更多相關(guān)知識點(diǎn)的文章,歡迎關(guān)注!
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