0

0

Java集合框架中的集合类与性能优化

P粉602998670

P粉602998670

发布时间:2026-01-11 11:50:03

|

751人浏览过

|

来源于php中文网

原创

ArrayList尾插均摊O(1),LinkedList头/尾插严格O(1)但内存开销大、缓存不友好;随机访问ArrayList为O(1),LinkedList为O(n);实际性能受JVM优化、GC及CPU缓存影响显著。

java集合框架中的集合类与性能优化

ArrayList 和 LinkedList 插入性能差异在哪

在尾部插入元素时,ArrayList 通常比 LinkedList 快;但在中间或头部频繁插入,LinkedList 的常数时间优势才可能体现——前提是没触发 ArrayList 的扩容,且你真的在用 Iterator.add()ListIterator 做随机位置插入。

常见错误是以为“链表插入快”就无脑选 LinkedList,结果发现 list.add(0, item)ArrayList 上是 O(n),在 LinkedList 上也是 O(n)(因为要先遍历到索引 0?不,那是 get(0);但 add(0, ...) 确实是 O(1),因为头插直接改头指针)。可实际中,JVM 对 ArrayList 的连续内存访问高度优化,而 LinkedList 每次 new Node() 带 GC 压力,对象引用跳转还破坏 CPU 缓存局部性。

  • ArrayList 尾插:均摊 O(1),扩容时触发数组复制(O(n)),但扩容策略是 1.5 倍增长,摊还代价可控
  • LinkedList 头插/尾插:严格 O(1),但每个元素多两个引用字段(8~16 字节),内存占用翻倍以上
  • list.get(i) 随机访问:前者 O(1),后者 O(n),哪怕 i=0 —— 因为 LinkedList.get() 内部仍要从头或尾开始遍历

HashMap 初始化容量与负载因子怎么设才不浪费

默认构造 new HashMap() 会用初始容量 16、负载因子 0.75,意味着第 13 个键值对插入时触发扩容。如果预估要存 1000 个元素,直接写 new HashMap(1024)new HashMap(1280)(向上取最近的 2 的幂 × 1.25)更省事;硬算的话,用 (int) Math.ceil(expectedSize / 0.75) 再 round up 到 2 的幂。

负载因子不是越小越好:设成 0.5 能减少哈希冲突,但空间利用率腰斩,且扩容更频繁;设成 0.9 容易导致链表过长(Java 8+ 在桶中节点数 ≥ 8 且 table.length ≥ 64 才树化),反而增加查找开销。

立即学习Java免费学习笔记(深入)”;

  • 若 key 是字符串且长度短、取值范围小(如状态码 "OK", "ERR"),哈希分布可能极不均匀,优先考虑重写 hashCode() 或换 IdentityHashMap
  • 并发场景别用 HashMap 加 synchronized 块,ConcurrentHashMap 的分段锁(Java 7)或 CAS + synchronized 桶(Java 8+)更可靠
  • Java 8 中,单个桶内链表转红黑树的阈值是 8,但前提是 table.length ≥ 64;否则先扩容,避免过早树化带来的额外内存和维护成本

HashSet、TreeSet、LinkedHashSet 各自不可替代的场景

HashSet 底层是 HashMap,插入/查找平均 O(1),但不保证顺序;TreeSet 用红黑树,自动排序,操作 O(log n),适合需要范围查询(如 subSet(from, to))或天然有序输出的场景;LinkedHashSet 是带插入顺序的 HashSet,迭代性能接近 HashSet,但内存多一个双向链表指针,适合需去重+保序(如解析 CSV 表头、缓存最近请求 URL)。

magento(麦进斗)
magento(麦进斗)

Magento是一套专业开源的PHP电子商务系统。Magento设计得非常灵活,具有模块化架构体系和丰富的功能。易于与第三方应用系统无缝集成。Magento开源网店系统的特点主要分以下几大类,网站管理促销和工具国际化支持SEO搜索引擎优化结账方式运输快递支付方式客户服务用户帐户目录管理目录浏览产品展示分析和报表Magento 1.6 主要包含以下新特性:•持久性购物 - 为不同的

下载

容易踩的坑:把 TreeSet 当普通集合用,却忘了它的 add() 是 O(log n) 而非 O(1),在高频写入场景下吞吐骤降;或者误以为 LinkedHashSet 迭代是“按访问顺序”,其实它是插入顺序,LRU 需要用 LinkedHashMap 并重写 removeEldestEntry()

  • TreeSet 要求元素实现 Comparable 或传入 Comparator,null 元素在自然排序下会抛 NullPointerException
  • LinkedHashSet 的迭代顺序稳定,但序列化后反序列化仍保持该顺序——这点比靠 ArrayList + 手动去重更可靠
  • 如果只是临时去重再转回 list,用 new ArrayList(new LinkedHashSet(list)) 比流式 list.stream().distinct().collect(...) 更快,后者在小数据量下有明显函数式开销

Stream.collect(Collectors.toMap()) 的并发陷阱

Collectors.toMap() 转换 List 到 Map 时,若原始数据含重复 key,默认抛 IllegalStateException;加 merge 函数可解决,但并发流(.parallelStream())下,merge 行为不可预测——多个线程可能同时尝试合并同一 key,导致结果取决于竞态时序。

真正安全的并发 map 构建方式是:先用 parallelStream().collect(Collectors.groupingByConcurrent()) 得到 ConcurrentMap,再按需转换;或者干脆用 ConcurrentHashMap + computeIfAbsent() 手动构建。

  • toMap() 的 value mapper 函数若抛异常,整个 collect 会中断,不会部分成功
  • key 冲突时传的 (v1, v2) -> v1 看似简单,但在 parallelStream 中无法保证“先出现的胜出”,因为分段处理后合并阶段才 resolve 冲突
  • 如果 value 是复杂对象且需深拷贝,别在 value mapper 里做 clone,应在收集后统一处理;否则并行流中重复 clone 浪费 CPU

集合性能优化的复杂点不在公式计算,而在理解 JVM 内存布局、CPU 缓存行为和具体 JDK 版本的实现细节——比如 Java 21 的 SequenceCollection 预览特性,或不同 GC 算法下对象分配速度对 LinkedList 节点创建的影响。这些没法靠背 API 解决。

相关文章

数码产品性能查询
数码产品性能查询

该软件包括了市面上所有手机CPU,手机跑分情况,电脑CPU,电脑产品信息等等,方便需要大家查阅数码产品最新情况,了解产品特性,能够进行对比选择最具性价比的商品。

下载

本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系admin@php.cn

相关专题

更多
java
java

Java是一个通用术语,用于表示Java软件及其组件,包括“Java运行时环境 (JRE)”、“Java虚拟机 (JVM)”以及“插件”。php中文网还为大家带了Java相关下载资源、相关课程以及相关文章等内容,供大家免费下载使用。

831

2023.06.15

java正则表达式语法
java正则表达式语法

java正则表达式语法是一种模式匹配工具,它非常有用,可以在处理文本和字符串时快速地查找、替换、验证和提取特定的模式和数据。本专题提供java正则表达式语法的相关文章、下载和专题,供大家免费下载体验。

737

2023.07.05

java自学难吗
java自学难吗

Java自学并不难。Java语言相对于其他一些编程语言而言,有着较为简洁和易读的语法,本专题为大家提供java自学难吗相关的文章,大家可以免费体验。

733

2023.07.31

java配置jdk环境变量
java配置jdk环境变量

Java是一种广泛使用的高级编程语言,用于开发各种类型的应用程序。为了能够在计算机上正确运行和编译Java代码,需要正确配置Java Development Kit(JDK)环境变量。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来阅读学习。

396

2023.08.01

java保留两位小数
java保留两位小数

Java是一种广泛应用于编程领域的高级编程语言。在Java中,保留两位小数是指在进行数值计算或输出时,限制小数部分只有两位有效数字,并将多余的位数进行四舍五入或截取。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来阅读学习。

398

2023.08.02

java基本数据类型
java基本数据类型

java基本数据类型有:1、byte;2、short;3、int;4、long;5、float;6、double;7、char;8、boolean。本专题为大家提供java基本数据类型的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

446

2023.08.02

java有什么用
java有什么用

java可以开发应用程序、移动应用、Web应用、企业级应用、嵌入式系统等方面。本专题为大家提供java有什么用的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

430

2023.08.02

java在线网站
java在线网站

Java在线网站是指提供Java编程学习、实践和交流平台的网络服务。近年来,随着Java语言在软件开发领域的广泛应用,越来越多的人对Java编程感兴趣,并希望能够通过在线网站来学习和提高自己的Java编程技能。php中文网给大家带来了相关的视频、教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读和下载。

16925

2023.08.03

c++主流开发框架汇总
c++主流开发框架汇总

本专题整合了c++开发框架推荐,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

80

2026.01.09

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
Kotlin 教程
Kotlin 教程

共23课时 | 2.4万人学习

C# 教程
C# 教程

共94课时 | 6.5万人学习

Java 教程
Java 教程

共578课时 | 44.9万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号