Java8的Stream API可以極大提高Java程序員的生產(chǎn)力作彤，讓程序員寫出高效率膘魄、干凈乌逐、簡潔的代碼。
那么创葡，Stream API的性能到底如何呢浙踢，代碼整潔的背后是否意味著性能的損耗呢？本文對Stream API的性能一探究竟灿渴。
為保證測試結(jié)果真實(shí)可信洛波，我們將JVM運(yùn)行在 -server模式下，測試數(shù)據(jù)在GB量級骚露，測試機(jī)器采用常見的商用服務(wù)器蹬挤，配置如下：
? OSCentOS 6.7 x86_64
CPUIntel Xeon X5675, 12M Cache 3.06 GHz, 6 Cores 12 Threads
內(nèi)存96GB
JDKjava version 1.8.0_91, Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM
測試所用代碼在這里
https://github.com/CarpenterLee/JavaLambdaInternals/blob/master/perf/StreamBenchmark/src/lee
測試結(jié)果匯總
https://github.com/CarpenterLee/JavaLambdaInternals/blob/master/perf/Stream_performance.xlsx
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)勁棘幸，因?yàn)樘摂M機(jī)對性能的影響很大焰扳，JVM對性能的影響有兩方面：
1、GC的影響误续。GC的行為是Java中很不好控制的一塊吨悍，為增加確定性，我們手動(dòng)指定使用CMS收集器蹋嵌，并使用10GB固定大小的堆內(nèi)存育瓜。集體到JVM參數(shù)就是 -XX:+UseConcMarkSweepGC-Xms10G-Xmx10G
2、JIT(Just-In-Time)即時(shí)編譯技術(shù)栽烂。即時(shí)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躏仇，測試時(shí)我們會先對程序預(yù)熱恋脚，觸發(fā)對測試函數(shù)的即時(shí)編譯。相關(guān)的JVM參數(shù)是 -XX:CompileThreshold=10000焰手。
Stream并行執(zhí)行時(shí)用到 ForkJoinPool.commonPool()得到的線程池慧起，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)生成册倒。為防止一次測試帶來的抖動(dòng)蚓挤，測試4次求出平均時(shí)間作為運(yùn)行時(shí)間。
實(shí)驗(yàn)一 基本類型迭代
測試內(nèi)容：找出整型數(shù)組中的最小值驻子。對比for循環(huán)外部迭代和Stream API內(nèi)部迭代性能灿意。
測試程序 IntTest
https://github.com/CarpenterLee/JavaLambdaInternals/blob/master/perf/StreamBenchmark/src/lee/IntTest.java
測試結(jié)果如下圖：
圖中展示的是for循環(huán)外部迭代耗時(shí)為基準(zhǔn)的時(shí)間比值。分析如下：
1崇呵、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）缤剧；
2、Stream并行迭代的性能比串行迭代和外部迭代都好域慷。
并行迭代性能跟可利用的核數(shù)有關(guān)荒辕，上圖中的并行迭代使用了全部12個(gè)核，為考察使用核數(shù)對性能的影響犹褒，我們專門測試了不同核數(shù)下的Stream并行迭代效果：
分析抵窒，對于基本類型：
1、使用Stream并行API在單核情況下性能很差叠骑，比Stream串行API的性能還差李皇；
2、隨著使用核數(shù)的增加宙枷，Stream并行效果逐漸變好掉房，比使用for循環(huán)外部迭代的性能還好。
以上兩個(gè)測試說明慰丛，對于基本類型的簡單迭代卓囚，Stream串行迭代性能更差，但多核情況下Stream迭代時(shí)性能較好诅病。
實(shí)驗(yàn)二 對象迭代
再來看對象的迭代效果哪亿。
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)部迭代性能睬隶。
測試程序StringTest
https://github.com/CarpenterLee/JavaLambdaInternals/blob/master/perf/StreamBenchmark/src/lee/StringTest.java
對 Stream 不熟悉的锣夹，可以關(guān)注微信公眾號：Java技術(shù)棧，在后臺回復(fù)：Java苏潜。
測試結(jié)果如下圖：
結(jié)果分析如下：
1银萍、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恤左。
2、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：
分析征唬，對于對象類型：
1义郑、使用Stream并行API在單核情況下性能比for循環(huán)外部迭代差近范；
2、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麻捻。
以上兩個(gè)測試說明，對于對象類型的簡單迭代呀袱，Stream串行迭代性能更差贸毕，但多核情況下Stream迭代時(shí)性能較好。
實(shí)驗(yàn)三 復(fù)雜對象歸約
從實(shí)驗(yàn)一夜赵、二的結(jié)果來看明棍，Stream串行執(zhí)行的效果都比外部迭代差（很多），是不是說明Stream真的不行了寇僧？先別下結(jié)論摊腋，我們再來考察一下更復(fù)雜的操作。
測試內(nèi)容：給定訂單列表嘁傀，統(tǒng)計(jì)每個(gè)用戶的總交易額兴蒸。對比使用外部迭代手動(dòng)實(shí)現(xiàn)和Stream API之間的性能。
我們將訂單簡化為 <userName,price,timeStamp>構(gòu)成的元組心包，并用 Order對象來表示类咧。測試程序ReductionTest
https://github.com/CarpenterLee/JavaLambdaInternals/blob/master/perf/StreamBenchmark/src/lee/ReductionTest.java
測試結(jié)果如下圖：
分析馒铃，對于復(fù)雜的歸約操作：
1蟹腾、Stream API的性能普遍好于外部手動(dòng)迭代，并行Stream效果更佳区宇；
再來考察并行度對并行效果的影響娃殖，測試結(jié)果如下：
分析，對于復(fù)雜的歸約操作：
1议谷、使用Stream并行歸約在單核情況下性能比串行歸約以及手動(dòng)歸約都要差炉爆，簡單說就是最差的；
2卧晓、隨著使用核數(shù)的增加芬首，Stream并行效果逐漸變好，多核帶來的效果明顯逼裆。
以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)說明郁稍，對于復(fù)雜的歸約操作，Stream串行歸約效果好于手動(dòng)歸約胜宇，在多核情況下耀怜，并行歸約效果更佳恢着。我們有理由相信，對于其他復(fù)雜的操作财破，Stream API也能表現(xiàn)出相似的性能表現(xiàn)掰派。
結(jié)論
上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可以總結(jié)如下：
1、對于簡單操作左痢，比如最簡單的遍歷靡羡，Stream串行API性能明顯差于顯示迭代，但并行的Stream API能夠發(fā)揮多核特性俊性。
2亿眠、對于復(fù)雜操作，Stream串行API性能可以和手動(dòng)實(shí)現(xiàn)的效果匹敵磅废，在并行執(zhí)行時(shí)Stream API效果遠(yuǎn)超手動(dòng)實(shí)現(xiàn)纳像。
所以，如果出于性能考慮
1拯勉、對于簡單操作推薦使用外部迭代手動(dòng)實(shí)現(xiàn)?
2竟趾、對于復(fù)雜操作，推薦使用Stream API?
3宫峦、在多核情況下岔帽，推薦使用并行Stream API來發(fā)揮多核優(yōu)勢，?
4导绷、單核情況下不建議使用并行Stream API犀勒。
如果出于代碼簡潔性考慮，使用Stream API能夠?qū)懗龈痰拇a妥曲。即使是從性能方面說贾费，盡可能的使用Stream API也另外一個(gè)優(yōu)勢，那就是只要Java Stream類庫做了升級優(yōu)化檐盟，代碼不用做任何修改就能享受到升級帶來的好處褂萧。
作者：CarpenterLee
來源：https://dwz.cn/pSW0u0Qr
