用Java增加Map值的最有效方法

Question

我希望这个问题对于本论坛来说不是太基本了，但是我们会看到的。我想知道如何重构一些代码以获得更好的性能，而这些性能已经运行了很多次。

假设我正在使用地图（可能是HashMap）创建一个单词频率列表，其中每个键是一个带有要计数单词的字符串，并且值是一个整数，每次找到该单词的标记时，该值就会递增。

在Perl中，增加这样的值非常容易：

$map{$word}++;

但是在Java中，它要复杂得多。这是我目前的操作方式：

int count = map.containsKey(word) ? map.get(word) : 0;
map.put(word, count + 1);

当然，哪个依赖于新Java版本中的自动装箱功能。我想知道你是否可以建议一种更有效的递增此值的方法。避开Collections框架并改用其他方法，甚至有良好的性能原因吗？

Answer 1

一些测试结果

对于这个问题，我已经得到了很多不错的答案-谢谢大家-所以我决定进行一些测试，找出哪种方法实际上最快。我测试的五种方法是：

• the “ContainsKey” method that I presented in the question
• the “TestForNull” method suggested by Aleksandar Dimitrov
• the “AtomicLong” method suggested by Hank Gay
• the “Trove” method suggested by jrudolph
• the “MutableInt” method suggested by phax.myopenid.com

方法

这是我做的…

1. 创建了五个相同的类，除了以下所示的差异。每个班级都必须执行我所介绍的场景的典型操作：打开一个10MB的文件并读入它，然后对文件中所有单词标记的频率进行计数。由于平均只需要3秒钟，因此我让它执行了10次频率计数（而不是I / O）。
2. 对10次迭代（而非I / O操作）的时间进行计时，并基本上使用Java Cookbook中的Ian Darwin的方法记录所花费的总时间（以时钟秒为单位）。
3. 依次执行了所有五个测试，然后又进行了三次。
4. 将每种方法的四个结果取平均值。

结果
我将首先介绍结果，并为感兴趣的人提供以下代码。

如所预期的，ContainsKey方法是最慢的，因此，与该方法的速度相比，我将给出每种方法的速度。

• ContainsKey： 30.654秒（基准）
• AtomicLong： 29.780秒（速度的1.03倍）
• TestForNull： 28.804秒（速度的1.06倍）
• Trove： 26.313秒（1.16倍的速度）
• MutableInt： 25.747秒（1.19倍的速度）

结论
似乎只有MutableInt方法和Trove方法要快得多，因为它们的性能提升只有10％以上。但是，如果线程成为问题，AtomicLong可能比其他线程更具吸引力（我不确定）。我也用final变量运行了TestForNull ，但是差别可以忽略不计。

请注意，我没有介绍不同情况下的内存使用情况。我很高兴听到任何对MutableInt和Trove方法将如何影响内存使用情况有深刻见解的人。

我个人认为MutableInt方法最吸引人，因为它不需要加载任何第三方类。因此，除非我发现问题，否则这是我最有可能采取的方法。

代码
这是每种方法的关键代码。

ContainsKey

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
...
Map<String, Integer> freq = new HashMap<String, Integer>();
...
int count = freq.containsKey(word) ? freq.get(word) : 0;
freq.put(word, count + 1);

TestForNull

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
...
Map<String, Integer> freq = new HashMap<String, Integer>();
...
Integer count = freq.get(word);
if (count == null) {
    freq.put(word, 1);
}
else {
    freq.put(word, count + 1);
}

AtomicLong

import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.concurrent.ConcurrentMap;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;
...
final ConcurrentMap<String, AtomicLong> map = 
    new ConcurrentHashMap<String, AtomicLong>();
...
map.putIfAbsent(word, new AtomicLong(0));
map.get(word).incrementAndGet();

Trove

import gnu.trove.TObjectIntHashMap;
...
TObjectIntHashMap<String> freq = new TObjectIntHashMap<String>();
...
freq.adjustOrPutValue(word, 1, 1);

MutableInt

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
...
class MutableInt {
  int value = 1; // note that we start at 1 since we're counting
  public void increment () { ++value;      }
  public int  get ()       { return value; }
}
...
Map<String, MutableInt> freq = new HashMap<String, MutableInt>();
...
MutableInt count = freq.get(word);
if (count == null) {
    freq.put(word, new MutableInt());
}
else {
    count.increment();
}