Java EnumSet工作原理初窥

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EnumSet是Java枚举类型的泛型容器，Java既然有了SortedSet、TreeSet、HashSet等容器，为何还要多一个EnumSet<T>呢？答案肯定是EnumSet有一定的特性，举个例子，EnumSet的速度很快。其他特性就不一一列举了，毕竟本文的内容不是介绍EnumSet的特性。

　　首先以事实说话，存在这样一个EnumSet，它有50个枚举值T0～T49，将50个值插入到容器（HashSet、EnumSet）中，为一个操作，将50个枚举值移出做为第二个操作。把第一个和第二个操作执行的总时间设定为一个周期，拿HashSet操作的一个周期和EnumSet的一个周期做比较自然没什么意义，所以我们用50个周期的和做为比较，HashSet耗费9ms，EnumSet耗费4ms（这个结果只说明同样的操作EnumSet比HashSet更快，不做为其他参考依据，因为这个时间不是线程独占时间）。以下是代码和结果：

public class EnumSetTest{

private static EnumTest[] enumTestArr = EnumTest.values();

public static void main(String[] args) {
Set set = new HashSet<EnumTest>();
int i = 0;
SimpleDateFormat df = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS");
System.out.println("HashSet...Begin " + df.format(new Date()));
while (i <= 1000) {
addEnumerate(set);
removeEnumerate(set);
i++;
}
System.out.println("HashSet...End  " + df.format(new Date()));

EnumSet<EnumTest> enumSet = EnumSet.noneOf(EnumTest.class);
i = 0;
System.out.println("EnumSet...Begin " + df.format(new Date()));
while (i <= 1000) {
addEnumerate(enumSet);
removeEnumerate(enumSet);
i++;
}
System.out.println("EnumSet...End " + df.format(new Date()));
}
/*
* HashSet...Begin 2015-01-03 21:11:51.579
* HashSet...End  2015-01-03 21:11:51.588
* EnumSet...Begin 2015-01-03 21:11:51.589
* EnumSet...End 2015-01-03 21:11:51.593
* */

private static void addEnumerate(Set set) {
for (EnumTest t : enumTestArr) {
set.add(t);
}
}

private static void removeEnumerate(Set set) {
for (EnumTest t : enumTestArr) {
set.remove(t);
}
}
}

那为什么EnumSet比较快呢，EnumSet是一个抽象方法，本次测试是用到的EnumSet的实现RegularEnumSet，RegularEnumSet add方法的源码如下：

public boolean add(E e) {
typeCheck(e);

long oldElements = elements;
elements |= (1L << ((Enum)e).ordinal());
return elements != oldElements;

RegularEnumSet的源码

从Add方法的源码可以看出add方法实际只是对长整型数据element做了一个操作，也就是说EnumSet实际上将枚举值保存在一个长整型数据上。没个枚举值占用一bit。每次添加做的主要操作是1、类型检查 2、 添加枚举值 3、判断枚举值是否已经添加过了。

现在模拟一个场景来说明EnumSet工作原理。新建一个EnumSet（Set1），并向Set1中添加EnumTest.T3(ordinal:3),代码如下

EnumSet<EnumTest> set1 = EnumSet.noneOf(EnumTest.class);
set1.add(EnumTest.T3);

element本来有64个bit，这里就简略画了。这里有一个问题，就是枚举值的个数超过64个怎么办？超过64个了就用EnumSet的另一个实现JumboEnumSet。

本文到此就结束了，至于JumboEnumSet的工作原理和RegularEnumSet其他方法的工作原理请自行探索吧。所有源码都可以在http://grepcode.com/ 找到。