Guava ImmutableMap 的访问速度明显比 HashMap 慢

Question

在对一些高吞吐量数据结构进行内存基准测试时，我意识到我可以使用ImmutableMap，只需进行一点重构。

认为这将是一个改进，我将其投入其中，并惊讶地发现它不仅比 HashMap 慢，在单线程环境中它似乎始终比 ConcurrentHashMap 慢！

你可以看到full benchmark

测试的内容非常简单，计算获取地图中可能存在的大量随机字符串需要多长时间。

public static void timeAccess(Map<String,String> map) {
    Random rnd = new Random(seed);
    int foundCount = 0;

    long start = System.nanoTime();

    for(int i = 0; i < loop; i++) {
        String s = map.get(RndString.build(rnd));
        if(s != null)
            foundCount++;
    }

    long stop = System.nanoTime() - start;

    System.out.println("Found "+foundCount+" strings out of "+loop+" attempts - "+
        String.format("%.2f",100.0*foundCount/loop)+" success rate.");
    System.out.println(map.getClass().getSimpleName()+" took "+
        String.format("%.4f", stop/1_000_000_000.0)+" seconds.");
    System.out.println();
}

针对包含相同值的HashMap、ConcurrentHashMap 和ImmutableMap 运行此程序，在使用ImmutableMap 时始终显示出显着的减速 - 通常慢 15% 以上。地图越稀疏（即，map.get() 返回 null 的频率越高）差异越大。这是示例运行的结果：

Found 35312152 strings out of 100000000 attempts - 35.31 success rate.
HashMap took 29.4538 seconds.

Found 35312152 strings out of 100000000 attempts - 35.31 success rate.
ConcurrentHashMap took 32.1465 seconds.

Found 35312152 strings out of 100000000 attempts - 35.31 success rate.
RegularImmutableMap took 37.9709 seconds.

这是记录/预期的问题吗？ Guava Docs 表示 Immutable*** 内存效率更高，但没有说明速度。对于这种幅度的减速，我倾向于处理内存成本并在速度成为问题时避免Immutable***（什么时候不是？！）。我错过了什么吗？

另见：https://groups.google.com/forum/?fromgroups=#!topic/guava-discuss/I7yPpa5Hlpg

Answer 1

正如 Louis Wasserman 所说，ImmutableMap 没有针对具有慢速 equals 方法的对象进行优化。我认为主要区别在这里：

HashMap:

if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))
    return e.value;

ImmtubleMap:

if (key.equals(candidateKey)) {
    return entry.getValue();

如您所见，要检查冲突，HashMap 首先检查哈希。这允许快速拒绝具有不同哈希值的值。由于String 没有在其equals 方法中进行此检查，这使得HashMap 更快。 ImmutableMap 不使用此优化，因为当 equals 已经优化时，它会使测试变慢。

Answer 2

一些可能的原因：

1. 这是否取决于您对 RndString.build() 的实现？

2. 看看两个地图的 get() 实现： com.google.common.collect.RegularImmutableMap.get(Object) java.util.HashMap.getEntry(对象) java.util.HashMap 首先尝试与“==”进行比较。 RegularImmutableMap 没有。这可能会加快速度

3. 可能是不同的负载系数造成的吗？也许 RegularImmutableMap 需要更多的迭代才能找到正确的条目。