【进阶之路】Java代码性能调优-基准测试工具JMH（三）
导言
大家好，我是南橘，从接触java到现在也有差不多两年时间了，两年时间，从一名连java有几种数据结构都不懂超级小白，到现在懂了一点点的进阶小白，学到了不少的东西。知识越分享越值钱，我这段时间总结（包括从别的大佬那边学习，引用）了一些平常学习和面试中的重点（自我认为），希望给大家带来一些帮助
第一件事还是把思维导图贴给大家，因为用的是免费版，所以有水印，如果需要原始版本的话，可以加我的微信：
【进阶之路】Java代码性能调优（一）
【进阶之路】Java代码性能调优（二）
前两章介绍了JAVA代码调优的一些方法，这一章我们就一起学习一下代码调优时的测试工具JMH
一、JMH介绍
JMH(Java Microbenchmark Harness)是用于代码微基准测试的工具套件，主要是基于方法层面的基准测试，精度可以达到纳秒级。
基准测试是指通过设计科学的测试方法、测试工具和测试系统，实现对一类测试对象的某项性能指标进行定量的和可对比的测试。
应用场景
- 想准确地知道某个方法需要执行多长时间，以及执行时间和输入之间的相关性
- 对比接口不同实现在给定条件下的吞吐量
- 查看多少百分比的请求在多长时间内完成
具体内容可以查看JMH的官方DEMO
JMH官方DEMO
二、JMH使用注解总结
1、BenchmarkMode
JMH测试时运行的模式模式
| 类型 | 效用 |
|---|---|
| Mode.All | 所有模式依次运行（测试时使用最多） |
| Mode.Throughput | 每段时间执行的次数，一般是秒 |
| Mode.AverageTime | 平均时间，每次操作的平均耗时 |
| Mode.SampleTime | 在测试中，随机进行采样执行的时间 |
| Mode.SingleShotTime | 在每次执行中计算耗时 |
可以组合使用
2、OutputTimeUnit
用来决定JMH测试的指定时间单位，它需要一个标准Java类型java.util.concurrent.TimeUnit作为参数。
3、Warmup
进行基准测试前需要进行预热。
在进行微基准测试时，我们想要测试的是“程序被JVM编译成机器代码（而不是直接执行字节码）”的执行速度。为了让JVM把要测试的代码编译成机器码，我们可能需要把要测试的代码进行“预热处理”（就是先跑几回，或十几回等，当运行的次多了，JVM就会生成机器码），JMH就提供“预热处理”等一系列的处理。
4、State
注解定义了给定类实例的可用范围
5、Measurement
给定基本的测试参数。
- iterations进行测试的轮次
- time每轮进行的时长
- timeUnit时长单位
6、Fork
需要运行的试验(迭代集合)数量。每个试验运行在单独的JVM进程中。也可以指定(额外的)JVM参数。
7、Threads
该测试使用的线程数。默认是Runtime.getRuntime().availableProcessors()
8、Benchmark
方法注解，表示该方法是需要进行 benchmark 的对象。
9、Setup
方法注解，会在执行 benchmark 之前被执行，正如其名，主要用于初始化。
10、TearDown
与@Setup 相对的，会在所有 benchmark 执行结束以后执行，主要用于资源的回收等。
11、Param
成员注解，可以用来指定某项参数的多种情况。特别适合用来测试一个函数在不同的参数输入的情况下的性能。@Param注解接收一个String数组，在@setup方法执行前转化为为对应的数据类型。多个@Param注解的成员之间是乘积关系，譬如有两个用@Param注解的字段，第一个有5个值，第二个字段有2个值，那么每个测试方法会跑5*2=10次。
三、JMH使用
1、添加依赖
因为 JMH 是 JDK9 自带的，如果是 JDK9 之前的版本需要加入依赖（人人都用JAVA8）
org.openjdk.jmh
jmh-core
org.openjdk.jmh
jmh-generator-annprocess
2、代码演示
先找到之前做过测试的代码
public class CommonUtils {
static int cacheSize =1024;
static String[] caches =new String[cacheSize];
static {
for(int i=0;i点击运行得出结论
- 1、我们可以分别看到 两个方法依次对Param里的参数进行了测试。
- 2、Mode里的参数thrpt是Throughput的简写
- 3、Cnt表示测试了三遍
- 4、Score通过对Mode的参数的解读，得出每毫秒执行的次数（ops/ms）
- 5、Error表示测试的误差，测试轮次越多误差越小（大概吧）
四、JMH 插件
大家还可以通过 IDEA 安装 JMH 插件使 JMH 更容易实现基准测试，在 IDEA 中点击 File->Settings…->Plugins，然后搜索 jmh，选择安装 JMH plugin：
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-HpZwV7Mx-1592827698284)(https://user-gold-cdn.xitu.io/2020/6/22/172dbe689d32b26d?w=1666&h=892&f=png&s=124377)]
这个插件可以让我们能够以 JUnit 相同的方式使用 JMH，主要功能如下：
- 自动生成带有 @Benchmark 的方法像 JUnit 一样
- 运行单独的 Benchmark 方法
- 运行类中所有的 Benchmark 方法
比如可以通过右键点击 Generate.，选择操作 Generate JMH benchmark 就可以生成一个带有 @Benchmark 的方法。
还有将光标移动到方法声明并调用 Run 操作就运行一个单独的 Benchmark 方法。
将光标移到类名所在行，右键点击 Run 运行，该类下的所有被 @Benchmark 注解的方法都会被执行。
结语
我们在编写代码的过程中，稍稍一注意，就能全面提升代码的性能。本文主要介绍了性能基准测试工具 JMH，它可以通过一些功能来规避由 JVM 中的 JIT 或者其他优化对性能测试造成的影响。只需要将待测的业务逻辑用 @Benchmark 注解标识，就可以让 JMH 的注解处理器自动生成真正的性能测试代码，以及相应的性能测试配置文件。
同时需要思维导图的话，可以联系我，毕竟知识越分享越香！
