ArrayList vs LinkedList - dziwne wyniki testów

ArrayList vs LinkedList - dziwne wyniki testów
Qbisiek
  • Rejestracja:około 12 lat
  • Ostatnio:około 10 lat
  • Postów:160
0

Ostatnio przeczytałem ten oto artykuł: http://www.programcreek.com/2013/03/arraylist-vs-linkedlist-vs-vector/ . Wykres słupkowy, który pojawia się na końcu wydaje się być sensowny kiedy przyjrzymy się wewnętrznej implementacji tych struktur. Niemniej jednak postanowiłem sam skonfrontować wydajność tych kolekcji i niektóre wyniki trochę mnie zadziwiły.

Po pierwsze ArrayList wychodzi mi na testach zawsze lepiej niż LinkedList.
Po drugie czasy uzyskiwane przez LinkedList podczas dodawania elementów są zupełnie kosmiczno-randomowe.

Zdaję sobie sprawę, że nie zapewniłem tym testom laboratoryjnych warunków. Ale postarałem się jak mogłem aby były jak najbardziej rzetelne. Wyłączyłem wszystko co mogłoby działać w tle i zakłócać wyniki (w miarę możliwości). Testy były powtarzane setki razy dla uśrednienia czasów. Ponadto testy dla metody add(Object o) powtórzyłem następnego dnia, ale mimo to wyniki były tak samo dziwne. Mógłby mi ktoś wytłumaczyć dlaczego tak to wygląda?

user image

user image

user image

user image


edytowany 1x, ostatnio: Qbisiek
Koziołek
Moderator
  • Rejestracja:prawie 18 lat
  • Ostatnio:9 dni
  • Lokalizacja:Stacktrace
  • Postów:6821
0

W przypadku add dorzuć jeszcze analizę pamięci. Zapewne GC sobie śmiga gdzieś po drodze...


Sięgam tam, gdzie wzrok nie sięga… a tam NullPointerException
Qbisiek
  • Rejestracja:około 12 lat
  • Ostatnio:około 10 lat
  • Postów:160
0

@Koziołek Tylko nie bardzo wiem jak miałbym tą analizę zrobić - skąd wziąć dane o pamięci? Czy liczyć tylko wywołania GC jakoś za pomocą finalize? Poza tym, teoretycznie GC powinien częściej się udzielać przy ArrayList co jeszcze bardziej przemawia na korzyść tej kolekcji.


Koziołek
Moderator
  • Rejestracja:prawie 18 lat
  • Ostatnio:9 dni
  • Lokalizacja:Stacktrace
  • Postów:6821
0

Czemu częściej przy AL? LL pod spodem tworzy jednak dodatkowy obiekt opakowujący. AL ma tylko tablicę, którą trzeba utylizować raz na pewien czas (samą tablicę, ale nie zawartość). Do analizy gc można użyć http://docs.oracle.com/javase/1.5.0/docs/api/java/lang/management/MemoryPoolMXBean.html


Sięgam tam, gdzie wzrok nie sięga… a tam NullPointerException
Qbisiek
  • Rejestracja:około 12 lat
  • Ostatnio:około 10 lat
  • Postów:160
0

Tak, LL tworzy obiekty opakowujące i może mieć to wpływ na zużycie pamięci ale GC interesują tylko nieużytki, a podczas dodawania obiektów do LL, raczej żadne nie pozostają.

Zresztą zrobiłem testy dla metody add z wykorzystaniem MemoryMXBean i przy dodawaniu 500 tys elementów, AL potrzebował ok. 14,5 MB, a LL ok. 5,4 MB. Sprawdziłem jeszcze kontrolnie dla 1mln i 2mln i AL zawsze potrzebuje sporo więcej pamięci.
Więc tym bardziej nie rozumiem dlaczego LL wypada tak tragicznie w tym teście?

[edit]
Teraz sprawdziłem i sprawa wygląda jednak nieco inaczej. Dla 500 tys. el. AL zużywa ok 3 razy tyle pamięci co LL, ale dla 2 mln. el. już tylko 2 razy więcej, a dla 4 mln mniej więcej po równo.


edytowany 2x, ostatnio: Qbisiek
Wibowit
  • Rejestracja:prawie 20 lat
  • Ostatnio:około 6 godzin
0

AL zużywa więcej? A odpalałeś Full GC przed pomiarami?

Tak, LL tworzy obiekty opakowujące i może mieć to wpływ na zużycie pamięci ale GC interesują tylko nieużytki, a podczas dodawania obiektów do LL, raczej żadne nie pozostają.

GC skanuje wszystkie obiekty, ponadto w każdej sensownej JVMce są generacje obiektów i przy GC obiekty są przenoszone pomiędzy generacjami.

Tablica to jeden obiekt, więc przy użyciu AL jest niewiele obiektów do skanowania. Konkretnie to GC najpierw sprawdza obiekty ze świeżych generacji, a potem z mniej świeżych. Dlatego przy małych GC skanowane są tylko świeże obiekty, a dopiero przy Full GC skanowane jest wszystko.


"Programs must be written for people to read, and only incidentally for machines to execute." - Abelson & Sussman, SICP, preface to the first edition
"Ci, co najbardziej pragną planować życie społeczne, gdyby im na to pozwolić, staliby się w najwyższym stopniu niebezpieczni i nietolerancyjni wobec planów życiowych innych ludzi. Często, tchnącego dobrocią i oddanego jakiejś sprawie idealistę, dzieli od fanatyka tylko mały krok."
Demokracja jest fajna, dopóki wygrywa twoja ulubiona partia.
edytowany 1x, ostatnio: Wibowit
Qbisiek
  • Rejestracja:około 12 lat
  • Ostatnio:około 10 lat
  • Postów:160
0

@Wibowit Możliwe, że jest tak jak mówisz - ja się jakoś bardziej nigdy nie zagłębiałem w działanie JVM. Jak odpalić full GC ?

Zrobiłem jeszcze raz ten test z metodą add na innym kompie - notebooku. Wyszedł mniej kosmiczny, ale nadal AL wygrywa. Oto wyniki:

user image

user image

Nie wiem, może jakoś źle robię te testy? Kod wygląda tak (dla reszty metod jest analogiczny) :

Kopiuj
                MemoryMXBean mBean = ManagementFactory.getMemoryMXBean();
		double memUsageStart, memUsageStop;
		double memUsageAL, memUsageLL;
		int k = 1000000;
		ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();
		LinkedList<Integer> linkedList = new LinkedList<>();
		double timeStart, timeStop, timeAL, timeLL;
		DecimalFormat format = new DecimalFormat();
		
		format.setMinimumFractionDigits(2);
		memUsageAL = memUsageLL = 0;
		timeAL = timeLL = 0;
		int j =0;
		
		for(j =1; j<100; j++)
		{
			arrayList.clear();
			linkedList.clear();
			
			memUsageStart = mBean.getHeapMemoryUsage().getUsed();
			timeStart = System.currentTimeMillis();
			for(int i=0; i<k; i++)
			{
				arrayList.add(i);
			}
			timeStop = System.currentTimeMillis();
			memUsageStop = mBean.getHeapMemoryUsage().getUsed();
			timeAL += (timeStop-timeStart);
			
			if(j==1)
			{
				memUsageAL = (memUsageStop - memUsageStart);
				memUsageAL /= 1000000.0;
			}
			
			memUsageStart = mBean.getHeapMemoryUsage().getUsed();
			timeStart = System.currentTimeMillis();
			for(int i=0; i<k; i++)
			{
				linkedList.add(i);
			}
			timeStop = System.currentTimeMillis();
			memUsageStop = mBean.getHeapMemoryUsage().getUsed();
			timeLL += (timeStop-timeStart);
			
			if(j == 1)
			{
				memUsageLL = (memUsageStop - memUsageStart);
				memUsageLL /= 1000000.0;
			}
		}
		
		j--;
		System.out.println("ArrayList: ADD : " + format.format(timeAL/j)
				+ "\nMemUsage " + format.format(memUsageAL) + " MB \n");
		
		
		System.out.println("LinkedList: ADD : " + format.format(timeLL/j)
				+ "\nMemUsage: " + format.format(memUsageLL) + " MB \n");

Wibowit
  • Rejestracja:prawie 20 lat
  • Ostatnio:około 6 godzin
0

jmap -histo:live wymusza Full GC. Nie pamiętam czy da się to wymusić z wewnątrz kodu Javowego. Możliwe że za pomocą jakiegoś JMX beana by się dało, ale uleciało mi to z głowy.


"Programs must be written for people to read, and only incidentally for machines to execute." - Abelson & Sussman, SICP, preface to the first edition
"Ci, co najbardziej pragną planować życie społeczne, gdyby im na to pozwolić, staliby się w najwyższym stopniu niebezpieczni i nietolerancyjni wobec planów życiowych innych ludzi. Często, tchnącego dobrocią i oddanego jakiejś sprawie idealistę, dzieli od fanatyka tylko mały krok."
Demokracja jest fajna, dopóki wygrywa twoja ulubiona partia.
edytowany 1x, ostatnio: Wibowit
Olamagato
  • Rejestracja:ponad 16 lat
  • Ostatnio:około miesiąc
  • Lokalizacja:Polska, Warszawa
  • Postów:1058
1

Testy są niemiarodajne ponieważ jako elementów list używasz malutkich i częściowo cache'owanych obiektów Integer. Są one nawet mniejsze od węzłów LL, więc niemal wcale nie wpływają na zajętość oraz fragmentację pamięci.
W takiej sytuacji AL będzie zawsze wygrywać. LL wymaga przy każdym dodawaniu nowego elementu tworzenia nowego węzła, a to oznacza jednostkowo czasochłonną operację new. AL również wymaga przydziałów pamięci, ale są one dużo rzadziej żądane, a pojedynczy koszt przydziału obiektu dużego i małego jest podobny gdy jest dużo pamięci wolnej. Dodatkowo w wielu komputerach zerowanie bloku pamięci potrzebne do new może być operacją sprzętową nie wymagającą aktywnego udziału CPU (pętli zerującej). Dlatego zmiany rozmiaru wewnętrznej tablicy AL są dużo mniej kosztowne niż mogłoby się to wydawać.
Do testów powinieneś użyć dużej puli istniejących oraz dla symulacji tworzonych i niszczonych obiektów zawierających co najmniej kilka ośmiobajtowych pól. Tak jest najłatwiej zasymulować dużą fragmentację pamięci. Dodatkowo zajętość pamięci powinna przed rozpoczęciem testów wynieść przynajmniej 80% maksymalnej pamięci możliwej do przydzielenia przez JVM.


Jeżeli ktoś komuś coś, ewentualnie nikt nikomu nic, to właściwie po co...?
Kliknij, aby dodać treść...

Pomoc 1.18.8

Typografia

Edytor obsługuje składnie Markdown, w której pojedynczy akcent *kursywa* oraz _kursywa_ to pochylenie. Z kolei podwójny akcent **pogrubienie** oraz __pogrubienie__ to pogrubienie. Dodanie znaczników ~~strike~~ to przekreślenie.

Możesz dodać formatowanie komendami , , oraz .

Ponieważ dekoracja podkreślenia jest przeznaczona na linki, markdown nie zawiera specjalnej składni dla podkreślenia. Dlatego by dodać podkreślenie, użyj <u>underline</u>.

Komendy formatujące reagują na skróty klawiszowe: Ctrl+B, Ctrl+I, Ctrl+U oraz Ctrl+S.

Linki

By dodać link w edytorze użyj komendy lub użyj składni [title](link). URL umieszczony w linku lub nawet URL umieszczony bezpośrednio w tekście będzie aktywny i klikalny.

Jeżeli chcesz, możesz samodzielnie dodać link: <a href="link">title</a>.

Wewnętrzne odnośniki

Możesz umieścić odnośnik do wewnętrznej podstrony, używając następującej składni: [[Delphi/Kompendium]] lub [[Delphi/Kompendium|kliknij, aby przejść do kompendium]]. Odnośniki mogą prowadzić do Forum 4programmers.net lub np. do Kompendium.

Wspomnienia użytkowników

By wspomnieć użytkownika forum, wpisz w formularzu znak @. Zobaczysz okienko samouzupełniające nazwy użytkowników. Samouzupełnienie dobierze odpowiedni format wspomnienia, zależnie od tego czy w nazwie użytkownika znajduje się spacja.

Znaczniki HTML

Dozwolone jest używanie niektórych znaczników HTML: <a>, <b>, <i>, <kbd>, <del>, <strong>, <dfn>, <pre>, <blockquote>, <hr/>, <sub>, <sup> oraz <img/>.

Skróty klawiszowe

Dodaj kombinację klawiszy komendą notacji klawiszy lub skrótem klawiszowym Alt+K.

Reprezentuj kombinacje klawiszowe używając taga <kbd>. Oddziel od siebie klawisze znakiem plus, np <kbd>Alt+Tab</kbd>.

Indeks górny oraz dolny

Przykład: wpisując H<sub>2</sub>O i m<sup>2</sup> otrzymasz: H2O i m2.

Składnia Tex

By precyzyjnie wyrazić działanie matematyczne, użyj składni Tex.

<tex>arcctg(x) = argtan(\frac{1}{x}) = arcsin(\frac{1}{\sqrt{1+x^2}})</tex>

Kod źródłowy

Krótkie fragmenty kodu

Wszelkie jednolinijkowe instrukcje języka programowania powinny być zawarte pomiędzy obróconymi apostrofami: `kod instrukcji` lub ``console.log(`string`);``.

Kod wielolinijkowy

Dodaj fragment kodu komendą . Fragmenty kodu zajmujące całą lub więcej linijek powinny być umieszczone w wielolinijkowym fragmencie kodu. Znaczniki ``` lub ~~~ umożliwiają kolorowanie różnych języków programowania. Możemy nadać nazwę języka programowania używając auto-uzupełnienia, kod został pokolorowany używając konkretnych ustawień kolorowania składni:

```javascript
document.write('Hello World');
```

Możesz zaznaczyć również już wklejony kod w edytorze, i użyć komendy  by zamienić go w kod. Użyj kombinacji Ctrl+`, by dodać fragment kodu bez oznaczników języka.

Tabelki

Dodaj przykładową tabelkę używając komendy . Przykładowa tabelka składa się z dwóch kolumn, nagłówka i jednego wiersza.

Wygeneruj tabelkę na podstawie szablonu. Oddziel komórki separatorem ; lub |, a następnie zaznacz szablonu.

nazwisko;dziedzina;odkrycie
Pitagoras;mathematics;Pythagorean Theorem
Albert Einstein;physics;General Relativity
Marie Curie, Pierre Curie;chemistry;Radium, Polonium

Użyj komendy by zamienić zaznaczony szablon na tabelkę Markdown.

Lista uporządkowana i nieuporządkowana

Możliwe jest tworzenie listy numerowanych oraz wypunktowanych. Wystarczy, że pierwszym znakiem linii będzie * lub - dla listy nieuporządkowanej oraz 1. dla listy uporządkowanej.

Użyj komendy by dodać listę uporządkowaną.

1. Lista numerowana
2. Lista numerowana

Użyj komendy by dodać listę nieuporządkowaną.

* Lista wypunktowana
* Lista wypunktowana
** Lista wypunktowana (drugi poziom)

Składnia Markdown

Edytor obsługuje składnię Markdown, która składa się ze znaków specjalnych. Dostępne komendy, jak formatowanie , dodanie tabelki lub fragmentu kodu są w pewnym sensie świadome otaczającej jej składni, i postarają się unikać uszkodzenia jej.

Dla przykładu, używając tylko dostępnych komend, nie możemy dodać formatowania pogrubienia do kodu wielolinijkowego, albo dodać listy do tabelki - mogłoby to doprowadzić do uszkodzenia składni.

W pewnych odosobnionych przypadkach brak nowej linii przed elementami markdown również mógłby uszkodzić składnie, dlatego edytor dodaje brakujące nowe linie. Dla przykładu, dodanie formatowania pochylenia zaraz po tabelce, mogłoby zostać błędne zinterpretowane, więc edytor doda oddzielającą nową linię pomiędzy tabelką, a pochyleniem.

Skróty klawiszowe

Skróty formatujące, kiedy w edytorze znajduje się pojedynczy kursor, wstawiają sformatowany tekst przykładowy. Jeśli w edytorze znajduje się zaznaczenie (słowo, linijka, paragraf), wtedy zaznaczenie zostaje sformatowane.

  • Ctrl+B - dodaj pogrubienie lub pogrub zaznaczenie
  • Ctrl+I - dodaj pochylenie lub pochyl zaznaczenie
  • Ctrl+U - dodaj podkreślenie lub podkreśl zaznaczenie
  • Ctrl+S - dodaj przekreślenie lub przekreśl zaznaczenie

Notacja Klawiszy

  • Alt+K - dodaj notację klawiszy

Fragment kodu bez oznacznika

  • Alt+C - dodaj pusty fragment kodu

Skróty operujące na kodzie i linijkach:

  • Alt+L - zaznaczenie całej linii
  • Alt+, Alt+ - przeniesienie linijki w której znajduje się kursor w górę/dół.
  • Tab/⌘+] - dodaj wcięcie (wcięcie w prawo)
  • Shit+Tab/⌘+[ - usunięcie wcięcia (wycięcie w lewo)

Dodawanie postów:

  • Ctrl+Enter - dodaj post
  • ⌘+Enter - dodaj post (MacOS)