1. 概述
在这篇简短的文章中，我们将对 Java 中的两个排序方法进行对比：Arrays.sort(Object[]) 和 Arrays.sort(int[])。
首先，我们会分别介绍这两个方法的实现原理和使用方式。然后通过性能测试，比较它们在实际运行中的效率差异。
2. Arrays.sort(Object[])
在继续之前，需要明确一点：Arrays.sort() 方法可以处理基本类型数组和引用类型数组。
而 Arrays.sort(Object[]) 是专门用于处理引用类型的数组。
举个例子，我们有一个 Integer 对象数组：
Integer[] numbers = {5, 22, 10, 0};
我们可以直接调用：
Arrays.sort(numbers);
执行后，数组将按升序排列：
[0, 5, 10, 22]
这个方法内部使用的是 TimSort 算法，时间复杂度为 **O(n log n)**。简单来说，TimSort 是插入排序和归并排序的结合体。虽然效率不错，但在多数情况下，它还是比不上一些优化后的快速排序实现。
3. Arrays.sort(int[])
与之相对，Arrays.sort(int[]) 是用于处理基本类型 int 数组的。
我们同样定义一个 int[] 数组：
int[] primitives = {5, 22, 10, 0};
然后调用排序方法：
Arrays.sort(primitives);
结果和前面一样：
[0, 5, 10, 22]
不过，它的底层实现使用的是 双轴快速排序（Dual-Pivot Quicksort）算法。从 JDK 10 开始，这种实现通常比传统的单轴快速排序更快。
该算法的平均时间复杂度同样是 **O(n log n)**，非常适合大多数排序场景。而且它是原地排序，不需要额外的存储空间。
⚠️ 但要注意，在最坏情况下，它的时间复杂度会退化为 **O(n²)**。
4. 性能对比
那么，哪个排序方法更快？我们先从理论上分析，再通过 JMH 实际测试验证。
4.1. 理论分析
通常来说，Arrays.sort(int[]) 会比 Arrays.sort(Object[]) 更快，主要原因如下：
- 算法差异：快速排序通常比 TimSort 更快
- 元素比较方式不同：
Arrays.sort(Object[])需要调用对象的compareTo()方法，这涉及到方法调用开销- 而
Arrays.sort(int[])直接使用原生的<、>等操作符，是单字节码指令，效率更高
4.2. JMH 配置
为了验证理论，我们使用 JMH（Java Microbenchmark Harness） 来做性能测试。
测试类配置如下：
@BenchmarkMode(Mode.AverageTime)
@OutputTimeUnit(TimeUnit.MILLISECONDS)
@Measurement(batchSize = 100000, iterations = 10)
@Warmup(batchSize = 100000, iterations = 10)
public class ArraySortBenchmark {
}
说明：
- 使用平均时间模式（
Mode.AverageTime） - 时间单位为毫秒（
TimeUnit.MILLISECONDS） - 每轮测试执行 100000 次，共 10 轮，确保结果准确性
4.3. 测试代码
测试前，我们准备数据容器：
@State(Scope.Thread)
public static class Initialize {
Integer[] numbers = {-769214442, -1283881723, 1504158300, -1260321086, -1800976432, 1278262737,
1863224321, 1895424914, 2062768552, -1051922993, 751605209, -1500919212, 2094856518,
-1014488489, -931226326, -1677121986, -2080561705, 562424208, -1233745158, 41308167 };
int[] primitives = {-769214442, -1283881723, 1504158300, -1260321086, -1800976432, 1278262737,
1863224321, 1895424914, 2062768552, -1051922993, 751605209, -1500919212, 2094856518,
-1014488489, -931226326, -1677121986, -2080561705, 562424208, -1233745158, 41308167};
}
测试方法如下：
@Benchmark
public Integer[] benchmarkArraysIntegerSort(ArraySortBenchmark.Initialize state) {
Arrays.sort(state.numbers);
return state.numbers;
}
@Benchmark
public int[] benchmarkArraysIntSort(ArraySortBenchmark.Initialize state) {
Arrays.sort(state.primitives);
return state.primitives;
}
4.4. 测试结果
运行测试后，结果如下：
Benchmark Mode Cnt Score Error Units
benchmarkArraysIntSort avgt 10 1.095 ± 0.022 ms/op
benchmarkArraysIntegerSort avgt 10 3.858 ± 0.060 ms/op
✅ 可以看到，Arrays.sort(int[]) 明显优于 Arrays.sort(Object[])，符合我们的理论分析。
当然，这只是在特定数据下的测试结果，实际使用中还需根据数据规模、分布等进一步验证。
4.5. 为什么还要用 TimSort？
既然快速排序更快，那为什么 Arrays.sort(Object[]) 不也用它呢？
❌ 因为快速排序是不稳定排序，而 Java 要求对对象数组排序时必须是稳定排序。
比如，对一组对象按某个字段排序，如果两个对象该字段值相同，它们的相对顺序不能改变。这种场景下，快速排序就不适用了。
5. 总结
本文对比了 Java 中的两种排序方式：
Arrays.sort(int[])使用双轴快速排序，速度快，适用于基本类型Arrays.sort(Object[])使用 TimSort，稳定但稍慢，适用于对象类型
通过 JMH 测试，我们验证了基本类型排序的性能优势。
如需查看完整代码，可前往 GitHub 项目地址。