Java容器——ArrayList VS LinkedList（Java8） 性能比較

ArrayList和LinkedList都繼承自List， 內在實現機制有所不同，關於區別方面已經有很多優秀的文章進行了介紹。本文從實踐角度出發，對比兩種List在不同操作中的性能，便於讀者在特定場景中參考選型。由於電腦配置，JDK版本，IDE等會導致測試結果又出入甚至有結論不太一致的結果，本文的試驗結果僅具備一定的參考價值。

    一 插入數據

以同樣的方式向兩種List中插入數據，首先插入簡單類型數據，這裏插入簡單字符串。表中數據以毫秒爲單位，不到1毫秒的近似爲1毫秒。

     /**
     * add element for List
     * @param sourceArray  source element array
     * @param list  list to add element
     */
    public void setEleForList(Object[] sourceArray, List list){
        int len = sourceArray.length;
        for (int i = 0; i < len; i++){
            list.add(sourceArray[i]);
        }
    }

表1 兩種List插入性能對比

操作條數	ArrayList	LinkedList
1000	6	1
10000	13	1
100000	10	19
1000000	24	45
1000000	347	939

表中的數據時間單位都是毫秒。明顯可見，在數量較少的情況下，LinkedList有絕對的速度優勢，超過100000條以上，ArrayList就佔據了明顯的優勢。

二 讀取List數據

查找數據是容器的一項重要操作，通常而言取數據要比存入和修改來得更頻繁。在遍歷列表方面，二者對比如何呢。這裏採用兩種讀取的方式，一種是順序讀取，一種是隨機選擇。

     /**
     * iterate through list
     *
     * @param list list to iterate through
     */
    public void getAllEleFromList(List list){
        int size = list.size();
        for (int i = 0; i < size; i++){
            Object object = list.get(i);
        }
    }

表2 兩種List順序遍歷性能對比

操作條數	ArrayList	LinkedList
1000	1	2
10000	1	34
100000	2	5435

  /**
     * get random elements form list
     *
     * @param list list to get from
     * @param num number of elements to get
     */
    public void getRandomEleFromList(List list,int num){
        int size = list.size();
        Random random = new Random();
        for (int i = 0; i < num; i++){
            Object object = list.get(random.nextInt(size - 1));
        }
    }

表3 兩種List隨機遍歷性能對比

操作條數	ArrayList	LinkedList
1000	1	1
10000	3	40
100000	6	6420

List的順序遍歷有多重方式，二者統一採取了按下標遞增遍歷的方式進行。隨機讀取的次數和列表的長度相同，在測試時間上需要加上產生隨機數的時間。鑑於二者在十萬條數據上差別已經巨大，不再繼續測試。
   

三 刪除List數據

對List的刪除操作是容易產生異常的地方，日常操作時要格外小心。這裏隨機對列表已有元素進行刪除。刪除的數量爲列表長度的十分之一。

 /**
     * remove random number elements form list
     *
     * @param list list to remove
     * @param num  number to remove
     */
    public void removeEleFromList(List list, int num){
        int size = list.size();
        Random random = new Random();
        for (int i = 0; i < num; i++){
            Object object = list.remove(random.nextInt(size - 1 - i));
        }
    }

表4 兩種List刪除性能對比

操作條數	ArrayList	LinkedList
1000	1	1
10000	2	8
100000	45	893
1000000	6261	73234

可見，和插入、查詢相比，List的刪除是最耗時間的操作也最容易出問題。

四 清除List數據

有建立，就有銷燬，如果銷燬List採用上面逐個刪除的方式，那這個時間代價是不能接受的。系統採用的清除List的方式要簡便快速許多，這裏就不貼系統代碼了，直接看時間對比。

表5 兩種List銷燬對比

操作條數	ArrayList	LinkedList
1000	1	1
10000	1	1
100000	1	3
1000000	3	6
1000000	11	42

總結

通過測試數據可得，在大部分場景下，ArrayList是優於LinkedList的，只有在少量數據插入時，LinkedList有一定優勢。

本文對List的重要操作性能進行了對比，List接口還有很多實現方法，感興趣的話可以自己親手實踐。

理論要聯繫實際，從實踐中總結理論。造成測試結果的原因是多方面的，不僅僅依賴接口的實現，與參數類型，操作系統，虛擬機都可能有關，後面我們會從源碼的角度解讀測試結果。