- 1、概览
- 2、jmh 简介
- 3、jmh 使用demo
- 4、jmh 常用设置介绍
- 5、注意事项
你的努力，终将成就无可替代的自己
将来的你一定会感谢现在拼命的自己
1、概览
在日常开发中，我们往往需要优化我们自己写的代码。优化后的代码，执行效率是否比之前的还高？具体高多少？这些都是需要去测量。
目前比较主流的做法是使用 jmh 进行微基准测试。
2、jmh 简介
jmh 是 java 用于微基准测试工具套件。主要是基于方法层面的基准测试，精度可达纳秒级。由 oracle 实现 JIT 大牛编写而成。
在使用 jmh 之前，我们往往会先通过各种工具(jvisualvm)找到热点代码, 然后再对热点代码使用 jmh 进行量化分析。
3、jmh 使用demo
下面使用字符串拼接作为案例介绍
第一步：加入依赖
maven 中引入 jmh jar 包
org.openjdk.jmh
jmh-core
1.0
org.openjdk.jmh
jmh-generator-annprocess
1.0
provided
第二步：编写基准测试
接下来，创建测试类，来判断 + 还是 StringBuilder.append() 吞吐量更高
@BenchmarkMode(Mode.Throughput)
@Warmup(iterations = 3)
@Measurement(iterations = 3, time = 5, timeUnit = TimeUnit.SECONDS)
@Threads(1)
@Fork(1)
@State(Scope.Benchmark)
@OutputTimeUnit(TimeUnit.MILLISECONDS)
public class StringBenchmark {
String a = "1";
String b = "2";
String c = "3";
@Benchmark
public String builderBenchmark() {
return new StringBuilder().append(a).append(b).append(c).toString();
}
@Benchmark
public String connectionBenchmark() {
return a + b + c;
}
public static void main(String[] args) throws RunnerException {
Options options = new OptionsBuilder()
.include(StringBenchmark.class.getSimpleName())
.build();
new Runner(options).run();
}
}第三步：查看执行结果
# Warmup: 3 iterations, 1 s each
# Measurement: 3 iterations, 5 s each
# Threads: 1 thread, will synchronize iterations
# Benchmark mode: Throughput, ops/time
# Benchmark: com.csp.boot.jmh.StringBenchmark.builderBenchmark以上输出来自于我们的配置。
第一行表示预热 3 次，每次 1 秒。
第二行表示运行 3 次，每次运行 5 秒。
第三行表示 1 个线程运行
第四行表示统计的数据纬度为吞吐量
# Run progress: 0.00% complete, ETA 00:00:36
# Fork: 1 of 1
# Warmup Iteration 1: 27694.373 ops/ms
# Warmup Iteration 2: 47351.819 ops/ms
# Warmup Iteration 3: 60008.968 ops/ms
Iteration 1: 65411.091 ops/ms
Iteration 2: 64443.826 ops/ms
Iteration 3: 65067.621 ops/ms# Fork 表示子进程。因为只配置了 1 个，所以只有一个进程执行结果。# Warmup Iteration 为预热的数据，不会被计入统计，我们配置了 3 次预热，所以有 3 个结果。Iteration 方法执行的结果
Result: 64974.180 ±(99.9%) 8945.921 ops/ms [Average]
Statistics: (min, avg, max) = (64443.826, 64974.180, 65411.091), stdev = 490.356
Confidence interval (99.9%): [56028.259, 73920.100]统计结果给出了多次测量后的最小值、均值，最大值，以及标准差（stdev），置信区间。
Benchmark Mode Samples Score Score error Units
builderBenchmark thrpt 3 64974.180 8945.921 ops/ms
connectionBenchmark thrpt 3 63524.697 69103.252 ops/ms在最后，会给出 2 个基准测试的性能对比。
从上面结果来看，使用 + 和 StringBuilder.append() 吞吐量差不多，原因在于，+ 在编译时，会使用 StringBuilder.append() 追加字符。
4、jmh 常用设置介绍
@BenchmarkMode
BenchmarkMode为使用模式，可选值如下：
Mode.Throughput：吞吐量模式
AverageTime: 表示每次执行时间
SampleTime: 表示采样时间
SingleShotTime: 表示只运行一次，用于测试冷启动消费时间
All: 表示统计前面所有指标
@Warmup
配置预热次数，本例是 3
@Measurement
配置执行次数，本例是运行 5 秒，总共执行 3 次。如果是做性能测试，默认使用 1 秒即可
@Threads
配置同时执行多少个线程，默认值是Runtime.getRuntime().availableProcessors()，本例采用 1
@Fork
启动多少个子进程分别测试每个被@Benchmark标识的方法，本例采用 1
@OutputTimeUnit
统计结果的时间单元，本例是TimeUnit.MILLISECONDS
@Benchmark
用于标识哪些方法需要被测试
@State
一般而言，性能测试，都会引用一些外部的对象，jmh要求必须设置外部变量的作用域。可以使用@State表示外部对象的作用域。@State作用于类上，被@State标识的对象是在Thread范围内还是在Benchmark。如果是Thread，则会为每个线程，单独创建对象。如果是Benchmark则所有测试共享。
本例的外部变量为a b c，@State值为Benchmark。
@Setup、@TearDown
2 个注解，均作用于方法上。@Setup用于测试前的初始化工作;@TearDown用于回收某些资源
@Param
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，只能作用在字段上，使用该注解必须定义@State注解。
5、注意事项
为了避免 JIT 优化。因此对于被测试方法，尽量把结果返回。例如以下这段代码，会因为 i 没有被使用，而直接不执行 for 循环
public void add() {
int i = 12;
for (int j = 0; j < 12; j++) {
i += j;
}
}正常的代码如下
public int add() {
int i = 12;
for (int j = 0; j < 12; j++) {
i += j;
}
return i;
}