参考链接： Java中的循环的重要事项
之前在项目中引入Lambda表达式后，最近就把之前的代码改为Lambda表达式，中间遇到了一个小插曲就是List的在调用Stream的forEach()中使用return 、break、continue关键字的问题；加上最近一直关注的“码农每一题”于是自己回顾一下List的基础温故而知新了；
一、List几种遍历方式的问题
Java 中常见的几种遍历方式方式：1.loop without size / for(i=0;i<expr.length-1;i )2.foreach/ for(T item:expr)3.Iterator/迭代器4.Stream.forEach()5.parallelStream().forEach();
问题1：foreach增强for循环中修改List中element的值操作无效；
示例代码：
public static void main(String[] args) {
int size = 1000;
String s[] = new String[]{"qwqwe", "frsgdf", "asd", "dfsfuytrd", "qwds"};
List<String> asList = Arrays.asList(s);
for (String t : asList) {
if (t.length() <= 4) {
System.out.println(t);
t = "1122";
}
}
for (String tt : asList){
System.out.println("==== :" tt);
}
}
//程序运行结果
asd
qwds
==== :qwqwe
==== :frsgdf
==== :asd
==== :dfsfuytrd
==== :qwds
问题缘由：
foreach遍历JDK5.0增加的增强for循环，foreach在遍历过程中是通过一个临时变量，记录遍历到的当前List中的element，所以在 foreach中操作的对象是指向临时变量的，而不是List中的element实例对象的地址，结果自然就只是修改临时变量的值并没修改List中的element，所以才会出现：foreach增强for循环中修改List中element的值是无效的问题；
解决办法： 改用loop without size实行；
问题2：Iterator迭代时，调用List集合对象remove(Object o)时，抛出Exception；
示例代码：
public static void main(String[] args) {
List<String> asList = new ArrayList<>();
asList.add("qwqwe");
asList.add("frsgdf");
asList.add("asd");
asList.add("dfsfuytrd");
asList.add("qwds");
Iterator<String> iterator = asList.iterator();
String next;
while (iterator.hasNext()) {
next = iterator.next();
if(next.length()<=4){
asList.remove(next);
}
}
}
//运行结果
Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException
at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:901)
at java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:851)
at Main.main(Main.java:31)
问题缘由：
这个问题是和Iterator的实现方式有关系的，以ArrayList为例，在ArrayList中.iterator()其实是通过工厂模式在内部new出来一个Iterator对象，而且这个Iterator对象的size是按照它被创建时List的.size()大小创建的，如果在iterator()中调用List的remove方法，这就会导致Iterator的size大于List的size，进而发生IndexOutOfBoundsException越界异常（List中改为抛出ConcurrentModificationException，可参考ArrayList.Itr.next()函数）；
解决办法： 1.如果list中需要删除一个element的操作的话可以的话，删除完成直接break；这样也可以节约时间和减小性能开销;2.调用Iterator的remove()方法进行删除【在源码中可以看到在Iterator的remove()中同时也调用了List的remove()，这保持了List的size和Iterator的size一致，避免出现越界异常;】
问题3：JDK8中Stream.forEach()遍历时return、break、continue关键字使用【parallelStream也存在这样问题】；
在JDK8中引入的Stream中利用forEach()遍历List中，发现break和continue两个关键字IDE会直接提示语法错误的，所以这连个关键字就直接可以pass了，直接看return吧； 示例代码：
public static void main(String[] args) {
List<String> list = Arrays.asList("qwqwe", "frsgdf", "asd", "dfsfuytrd", "qwds");
list.stream().forEach(e -> {
if (e.length() <= 4) {
System.out.println("----" e);
return;
}
System.out.println(e);
});
}
//程序执行结果：
qwqwe
frsgdf
----asd
dfsfuytrd
----qwds
问题缘由：
在stream[parallelStream中也是一样的]中关键字return、break、continue关键字使用问题是和Java8中流Stream的设计有关系的，在Java8中引入的流的目的是提高并发执行效率即：Stream 是对集合（Collection）对象功能的增强，它专注于对集合对象进行各种非常便利、高效的聚合操作（aggregate operation），或者大批量数据操作 (bulk data operation)； 可以理解为Stream操作的对象是Collection）集合对象自身而不是集合Collection中的element，而且Stream中的各个方法都是一旦开始执行就没有回头路，只能等待全部执行完成。
1.break和continue关键字在Sream中失效问题，个人理解为：Stream每次执行的是对整个集合为最小操作单元，而break和continue是以集合Collection中的element为操作单元的，所以这两关键字在设计上就不是一个量级的，所以它们在Stream面前就失效了；2 .return 在遍历结果来看其实充当了continue的角色，同样return在整个Java中的方法中充当了“急刹车和掉头返回”的功能，根据上面的理解：在上述代码中return的对象只是Steam操作中的一个小支流element，所以return也只能对其中目标element进行刹车，并不能阻止其他element的继续，结果就是return在Stream中充当continue成了一个既成事实；
解决办法： 个人的观点是先搞清楚基本原理，根据实际需求灵活选择； 小插曲 刚开始看结果给人的感觉就是return充当了continue的角色，而且还是按照List的顺序执行的，菜鸡还是百度了一下结果都说Java8中的stream是并发的数据量大的话就可能是出现乱序，于是赶紧自己测试了1000个String结果任然是按顺序打印的，又在CSDN中看到有人说String太简单，于是new了一个JavaBean结果还是按照顺序打印，于是越发感觉网上"那些人是胡说"，再者在源码看到stream和parallelStream二者差别时，更加确认stream是sequential有序的，而parallelStream才是parallel无序的；
二、List几种遍历方式的效率问题
Java一直被人诟病的就是效率问题了，所以最后咋能不简单的对比一下呢；
基础测试前准备问题 1.经验告诉我们是性能越差劲的设备[CPU、RAM]越能放大代码效率差异，所以选择在Android手机上进行测试；2.测试选择ArrayList和LinkedList两种最长用到的List，同时也是两种不同数据结构的List进行验证；3.测试Size分别选择size为50,500,1000,5000,10000,50000作为验证变量；4.测试List遍历的对象为JavaBean【有String.int long三种基本类型,且每次遍历都是相同打印操作】；5.测试过程中所有的遍历方式中操作完全相同；6.测试过程中每次测试前杀死手机其他app,完成一次测试后杀死测试app等一小会尽可能消除内存影响；
测试结果为：
基本结论：
1.随着Size的逐渐变大parallelStream遍历的效率就越明显，在Size达到5000 以后parallelStream遍历时间基本上是其他遍历方式的时间的一半 ；2.根据测试结果,在JDK8之前几种遍历的方式中通过Size循环遍历效率最差，Iterator和foreach效率基本差不多，但是foreach代码更简洁；3.在parallelStream遍历中LinkedList的遍历效率明显优于ArrayList；这是和LinkedList的数据结构以及parallelStream的遍历逻辑有关系的4.JDK8中引入是stream在List的size在5000以下时遍历的时间由于其他遍历方式【parallelStream以外】这个结果不知道正确不；
测试的几个问题：
1.在测试过程中发现同样的Size测试几次结果几乎每次都有细微的差异，个人分析认为是和测试时手机状态有关系，不同时间手机系统内部不同操作导致CPU占用情况不相同导致的；2.这个测试数据结果中并没有很明显体现出ArrayList和LinkedList相比在查询的中的优势：在foreach遍历方式中二者时间基本上没有差异；这个有点不太明白是什么原因导致的，希望有哪位大佬答疑解惑。
【下文中已经指出问题根源和改进建议】
三、重要的补充
对这是一个重要的补充，是针对的上文中对List测试的一个重要补充。 在最近准备看面试题看到关于try catch性能影响时，看到的一篇博文try catch 对性能影响中不正确测试后，于是赶紧写代码测试[重现之前测试会自相矛盾的结果]验证之前测试方式的错误；于是解开了笔者在上文中测试结果困惑；由于本人是半路的码农，以目前个人的认知水平经过测试验证后，个人十分认同try catch 对性能影响提出的问题和解决思路。 下文是在大量引用try catch 对性能影响文中的内容同时夹杂少部分个人理解，如有错误纰漏望诸位及时指正；
1.测试中的问题
a、System.currentTimeMillis()和System.nanoTime()测测量程序运行耗时的不准确
首先System.currentTimeMillis()和System.nanoTime()得到的只是当前时间点，前后时间差只是两次调用代码的时间差；这中间不仅仅只有函数的运行时间还有线程抢占CPU资源时的等待时间，所以难以保证时间的准确性；
b、Java中JIT优化导致结果出现偏差；
在JVM中的JIT的JIT优化同样会导致结果出现偏差；
JIT： 在Java编程语言和环境中，即时编译器（JIT compiler，just-in-time compiler）是一个把Java的字节码（包括需要被解释的指令的程序）转换成可以直接发送给处理器的指令的程序。 热点代码(Hot Spot Code)： 当虚拟机发现某个方法或代码块运行特别频繁时，就会把这些代码认定为“Hot Spot Code”（热点代码），为了提高热点代码的执行效率，在运行时，虚拟机将会把这些代码编译成与本地平台相关的机器码，并进行各层次的优化，完成这项任务的正是JIT编译器。 在某些情况下，调整好的最佳化 JVM 效能可能超过手工的 C 或 C; 运行过程中会被即时编译器编译的“Hot Spot Code”有两类： 多次调用的方法、多次调用的循环体。
显然测试代码正是典型的：频繁的循环的循环体，JIT也增添了更大误差；
c、类加载时间和程序运行时间叠加
在首次run的时候类的加载时带来的时间误差；
2.正确的测试方式
a、不要使用System.currentTimeMillis()亦或者使用System.nanoTime() ；
这里说明一下，可能你会看到有些建议使用System.nanoTime()来测试，但是它跟System.currentTimeMillis()区别，仅仅在于时间的基准不同和精度不同，但都表示的是逝去的时间，所以对于测试执行时间上，并没有什么区别。因为都无法统计CPU真正执行时间。
b、推荐使用JProfiler性能测试工具
要测试cpu真正执行时间，这里推荐使用JProfiler性能测试工具，它可以测量出cpu真正的执行时间。具体安装使用方法可以自行google百度。因为这不是本文最终使用的测试方法，所以就不做详细介绍了。但是你使用它来测试上面的代码，至少可以排除等待CPU消耗的时间 对于后两者，需要加入Warmup（预热）阶段。 预热阶段就是不断运行你的测试代码，从而使得代码完成初始化工作（类加载），并足以触发JIT编译机制。一般来说，循环几万次就可以预热完毕。
那是不是做到以上两点就可以了直抵真相了？非常不幸，并没有那么简单，JIT机制和JVM并没有想象的这么简单，要做到以下这些点你才能得到比较真实的结果。建议参考how-do-i-write-a-correct-micro-benchmark-in-java排名第一的答案； 还可以参考Java theory and practice: Anatomy of a flawed microbenchmark 认真看完这些，你就会发现，要保证microbenchmark结果的可靠，真不是一般的难！！！
那就没有简单可靠的测试方法了吗？如果你认真看完上面提到的点，你应该会注意到Rule 8，没错，我就是使用Rule8提到的JMH来。 JMH官方主页：http://openjdk.java.net/projects/code-tools/jmh/
四、附上错误的测试代码和手机参数
测试Android手机:华为畅享7（SLA-AL00/2GB RAM/全网通）; 测试完整代码：
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
@BindView(R.id.button_a)
Button buttonA;
private static int size = 1000;
@BindView(R.id.size)
EditText dt_size;
@BindView(R.id.button_b)
Button buttonB;
@BindView(R.id.textView)
TextView textView;
private ArrayList<TestBean> as;
private LinkedList<TestBean> ls;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
ButterKnife.bind(this);
}
@SuppressLint("NewApi")
@OnClick({R.id.button_a, R.id.button_b})
public void onViewClicked(View view) {
switch (view.getId()) {
case R.id.button_a:
initData();
break;
case R.id.button_b:
test();
break;
}
}
private void initData() {
size = Integer.parseInt(dt_size.getText().toString());
Log.e("TAG", "initData: ======= > SIZE :" size);
as = null;
ls = null;
as = new ArrayList<>(size);
ls = new LinkedList<TestBean>();
for (int i = 0; i < size; i ) {
this.as.add(new TestBean("AS index :" i, System.currentTimeMillis(), i));
this.ls.add(new TestBean("LS index :" i, System.currentTimeMillis(), i));
}
Log.e("TAG", "initData: ======= > init date over");
}
@SuppressLint("NewApi")
private void test() {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
/*------------------------------loop without size------------------------------*/
long l1 = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < size; i ) {
Log.i("TAG", "AS: ---- > " as.get(i).toString());
}
long l = System.currentTimeMillis() - l1;
sb.append("AS loop without :" l).append(" _ ");
long l2 = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < size; i ) {
Log.i("TAG", "LS: ---- > " ls.get(i).toString());
}
long ll = (System.currentTimeMillis() - l2);
sb.append("LS loop without :" ll).append(" _ ");
/*-----------------------------------foreach-------------------------*/
long l3 = System.currentTimeMillis();
for (TestBean bean : as) {
Log.i("TAG", "AS: ---- > " bean.toString());
}
long l_3 = (System.currentTimeMillis() - l3);
sb.append("AS foreach :" l_3).append(" _ ");
long l4 = System.currentTimeMillis();
for (TestBean bean : ls) {
Log.i("TAG", "LS: ---- > " bean.toString());
}
long l_4 = (System.currentTimeMillis() - l4);
sb.append("LS foreach :" l_4).append(" _ ");
/*-------------------------------Iterator-----------------------------*/
long l5 = System.currentTimeMillis();
Iterator<TestBean> iterator = as.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
Log.i("TAG", "AS: ---- > " iterator.next().toString());
}
long l_5 = (System.currentTimeMillis() - l5);
sb.append("AS Iterator :" l_5).append(" _ ");
long l6 = System.currentTimeMillis();
Iterator<TestBean> Literators = ls.iterator();
while (Literators.hasNext()) {
Log.i("TAG", "LS: ---- > " Literators.next().toString());
}
long l_6 = (System.currentTimeMillis() - l6);
sb.append("LS Iterator :" l_6).append(" _ ");
/*----------------------------------stream--------------------------*/
long l7 = System.currentTimeMillis();
as.stream().forEach(e -> Log.i("TAG", "AS: ---- > " e.toString()));
long l_7 = (System.currentTimeMillis() - l7);
sb.append("AS stream :" l_7).append(" _ ");
long l8 = System.currentTimeMillis();
ls.stream().forEach(e -> Log.i("TAG", "LS: ---- > " e.toString()));
long l_8 = (System.currentTimeMillis() - l8);
sb.append("LS stream :" l_8).append(" _ ");
/*---------------------------------parallelStream---------------------------*/
long l9 = System.currentTimeMillis();
as.parallelStream().forEach(e -> Log.i("TAG", "AS: ---- > " e.toString()));
long l_9 = (System.currentTimeMillis() - l9);
sb.append("AS parallelStream :" l_9).append(" _ ");
long l10 = System.currentTimeMillis();
ls.parallelStream().forEach(e -> Log.i("TAG", "LS: ---- > " e.toString()));
long l_10 = (System.currentTimeMillis() - l10);
sb.append("LS parallelStream :" l_10).append(" _ ");
textView.setText(sb.toString());
Log.e("TAG", "-------------------------------TEST OVER----------------------------------");
Log.e("TAG", "---------------- RESULT : " sb.toString());
}
class TestBean {
private String str;
private long time;
private int index;
public TestBean(String str, long time, int index) {
this.str = str;
this.time = time;
this.index = index;
}
@Override
public String toString() {
return "TestBean{" "str='" str ''' ", time=" time ", index=" index '}';
}
}
}
测试主页View
