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Java集合框架中的Iterator遍历与性能对比

P粉602998670

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发布时间:2026-01-05 12:35:02

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来源于php中文网

原创

不慢。Java中for-each循环在字节码层面即编译为Iterator的hasNext()和next()调用,二者无运行时性能差异;所谓“慢”多因开发者误在循环内重复创建Iterator或添加冗余判断所致。

java集合框架中的iterator遍历与性能对比

Iterator遍历比for-each慢吗?

不慢。Java中for-each循环在字节码层面就是编译为Iterator调用(hasNext() + next()),二者没有运行时性能差异。所谓“慢”,通常源于开发者手动写错循环逻辑,比如在循环体内反复调用collection.iterator(),或在每次迭代都做冗余判断。

常见错误示例:

for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
    Iterator it = list.iterator(); // ❌ 每次都新建Iterator
    while (it.hasNext()) {
        String s = it.next();
        // ...
    }
}
  • 正确做法:只创建一次Iterator,复用它完成全部遍历
  • for-each自动处理了这层封装,更安全,推荐优先使用
  • 只有需要在遍历中删除元素时,才必须显式使用Iterator并调用remove()

ArrayList和LinkedList用Iterator遍历谁更快?

取决于访问模式,而非“Iterator本身”。Iterator只是接口,底层实现由具体集合决定:

  • ArrayList.iterator()返回的是基于数组索引的Itr内部类,next()是O(1)数组访问,缓存友好,实际很快
  • LinkedList.iterator()返回ListItrnext()需跳转指针(node.next),虽也是O(1),但涉及对象引用、内存不连续,CPU缓存命中率低,实测通常比ArrayList慢2–5倍
  • 如果用get(i)随机访问LinkedList,那才是O(n),但Iterator不走get路径,所以不在此列

结论:遍历场景下,ArrayList + Iterator(或for-each)仍是首选;除非你明确需要频繁中间插入/删除且遍历极少,否则别为“有Iterator”而选LinkedList

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ConcurrentHashMap的Iterator是强一致性还是弱一致性?

弱一致性(weakly consistent)。它的Iterator不抛ConcurrentModificationException,也不保证反映某一时刻的完整快照。

  • 遍历时可能跳过刚插入的元素,也可能重复看到刚删除又重建的节点(极少见)
  • 不会阻塞写操作,也不会被写操作阻塞,适合高并发读多写少场景
  • 不支持remove()——调用会直接抛UnsupportedOperationException
  • 若需强一致性遍历,请改用Collection.toArray()或加锁后复制一份再遍历(代价更高)

注意:ConcurrentHashMapkeySet().iterator()values().iterator()entrySet().iterator()全都是弱一致的,行为一致,无需区分。

自定义集合实现Iterator时最容易漏掉什么?

忘记校验modCountexpectedModCount,导致无法及时发现并发修改。

  • JDK集合(如ArrayList)靠modCount字段记录结构变更次数,Iterator构造时保存副本,每次next()/remove()前校验是否一致
  • 手写Iterator时若忽略该机制,用户在遍历中调用add()clear()不会报错,而是产生不可预测行为(如跳过元素、死循环、NullPointerException
  • 还需确保hasNext()幂等、next()只推进一次游标、remove()只能删上一次next()返回的元素

真正难的不是写出来,而是让异常在出问题的地方立刻抛出,而不是延迟到几轮迭代之后——这正是modCount校验存在的意义。

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