最近在做图像处理的时候，发现某一段代码非常的慢，慢得让人无法接受。主要的代码是顺序访问一个LinkedList的元素，效果是随着index的变大，速度越来越慢，list的元素个数在百万以上。找到原因，分享出来，也希望大家不要跳入同一个陷阱。还是那一句话，可运行的代码和高质量的代码之间还是有比较远的距离。

LinkedList错误用法示例

代码里面加入了一些打印时间相关的代码，主要是为了直观的显示运行的耗时。

错误代码

public static void main(String[] args) {
    // add elements
    int size = 2000000;
    List<String> list = new LinkedList<String>();
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        list.add("Just some test data");
    }

    long startTime = System.currentTimeMillis();
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        list.get(i);

        if (i % 10000 == 0) {
            System.out.println("query 10000 elements spend: "
                    + (System.currentTimeMillis() - startTime));
            startTime = System.currentTimeMillis();
        }
    }
}

控制台输出如下:

错误原因

错误的代码就是list.get(i)，LinkedList的底层是一个链表，随机访问i的时候，链表只能从头往后数，第i个才返回。所以时间随着i的变大时间会越来越长。

正确用法

顺序访问，LinkedList绝对不要用get方法，即使LinkedList的元素个数只有很少的几个。养成好习惯，免得犯错。

for each

for (String element : list) {
    // process element here
}

iterator

Iterator<String> iter = list.iterator();
while (iter.hasNext()) {
    String element = iter.next();
    // process element here
}

直接换为ArrayList

public static void main(String[] args) {
    // add elements
    int size = 2000000;
    List<String> list = new ArrayList<String>();
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        list.add("Just some test data");
    }

    long startTime = System.currentTimeMillis();
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        list.get(i);

        if (i % 10000 == 0) {
            System.out.println("query 10000 elements spend: "
                    + (System.currentTimeMillis() - startTime));
            startTime = System.currentTimeMillis();
        }
    }
}

ArrayList的控制台输出如下:

LinkedList VS ArrayList

下面比较一下LinkedList和ArrayList的效率。

新增、查询、删除比较

ArrayList测试代码如下:

public static void main(String[] args) {
    // add elements
    int size = 20000000;
    List<String> list = new ArrayList<String>();
    long startTime = System.currentTimeMillis();
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        list.add("Just some test data");
    }
    System.out.println("add " + size + " elements spend: "
            + (System.currentTimeMillis() - startTime));

    // query
    startTime = System.currentTimeMillis();
    String median = list.get(size / 2);
    System.out.println("query median spend: "
            + (System.currentTimeMillis() - startTime));

    // delete
    startTime = System.currentTimeMillis();
    list.remove(median);
    System.out.println("delete median spend: "
            + (System.currentTimeMillis() - startTime));
}

LinkedList测试代码如下:

public static void main(String[] args) {
    // add elements
    int size = 20000000;
    List<String> list = new LinkedList<String>();
    long startTime = System.currentTimeMillis();
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        list.add("Just some test data");
    }
    System.out.println("add " + size + " elements spend: "
            + (System.currentTimeMillis() - startTime));

    // query
    startTime = System.currentTimeMillis();
    String median = list.get(size / 2);
    System.out.println("query median spend: "
            + (System.currentTimeMillis() - startTime));

    // delete
    startTime = System.currentTimeMillis();
    list.remove(median);
    System.out.println("delete median spend: "
            + (System.currentTimeMillis() - startTime));
}

各自特点

• 新增
  ArrayList比LinkedList快很多，超过一个数量级。很是意外。
• 随机查询
  在i值很大的时候，ArrayList比LinkedList快很多，i越大，差距越大。ArrayList底层是数组，随机访问时间效率是O(0)，而LinkedList是O(n)。
• 删除
  LinkedList比ArrayList快很多。LinkedList的删除操作时间效率为O(0)，而ArrayList是O(n)，ArrayList需要查找数据、移动数据，所以慢。

总结

尽量使用ArrayList，ArrayList满足不了需求的时候再用LinkedList。根据LinkedList的特点，在下面几种情况下才使用LinkedList。

• 需要使用java.util.List接口之外的API
  LinkedList实现了Queue和Stack等接口，可以用来当作一些特殊的容器。吐槽JDK里面LinkedList的设计，塞太多东西了，和名字不符。
• 元素删除比较频繁
  如果数据量大，删除频繁，只能用LinkedList。
• 内存碎片化且元素很多
  ArrayList底层是一个数组，数组要求一段连续的内存快。LinkedList也可以充分利用内存的一些碎片。特别是JVM使用Concurrent Mark-Sweep Collector垃圾回收器的时候，显得尤为重要。