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• • 使用JMH做性能測(cè)試
  • BenchmarkMode
  • Fork和Warmup
  • State和Scope

在java中使用JMH（Java Microbenchmark Harness）做性能測(cè)試

JMH的全稱是Java Microbenchmark Harness，是一個(gè)open JDK中用來做性能測(cè)試的套件。該套件已經(jīng)被包含在了JDK 12中。

本文將會(huì)講解如何使用JMH來在java中做性能測(cè)試。

如果你使用的不是JDK 12，那么需要添加如下依賴：

<dependency><groupId>org.openjdk.jmh</groupId><artifactId>jmh-core</artifactId><version>1.19</version> </dependency> <dependency><groupId>org.openjdk.jmh</groupId><artifactId>jmh-generator-annprocess</artifactId><version>1.19</version> </dependency>

使用JMH做性能測(cè)試

如果我們想測(cè)試某個(gè)方法的性能，一般來說就是重復(fù)執(zhí)行某個(gè)方法n次，求出總的執(zhí)行時(shí)間，然后求平均值。

但是這樣通常會(huì)有一些問題，比如程序的頭幾次執(zhí)行通常會(huì)比較慢，因?yàn)镴VM會(huì)對(duì)多次執(zhí)行的代碼進(jìn)行優(yōu)化。另外得出的統(tǒng)計(jì)結(jié)果也不夠直觀，需要我們自行解析。

如果使用JMH可以輕松解決這些問題。

在JMH中，將要測(cè)試的方法添加@Benchmark注解即可：

@Benchmarkpublic void measureThroughput() throws InterruptedException {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(100);}

看下怎么調(diào)用：

public static void main(String[] args) throws RunnerException {Options opt = new OptionsBuilder().include(BenchMarkUsage.class.getSimpleName()) // .include(BenchMarkUsage.class.getSimpleName()+".*measureThroughput*")// 預(yù)熱3輪.warmupIterations(3)// 度量5輪.measurementIterations(5).forks(1).build();new Runner(opt).run();}

上面的例子，我們通過OptionsBuilder的include方法添加了需要進(jìn)行測(cè)試的類。

默認(rèn)情況下，該類的所有@Benchmark方法都將會(huì)被測(cè)試，如果我們只想測(cè)試其中的某個(gè)方法，我們可以在類后面加上方法的名字：

.include(BenchMarkUsage.class.getSimpleName()+".*measureAll*")

上面的代碼支持通配符。

warmupIterations(3)意思是在真正的執(zhí)行前，先熱身三次。

measurementIterations(5)表示我們將方法運(yùn)行5次來測(cè)試性能。

forks(1)表示啟動(dòng)一個(gè)進(jìn)程來執(zhí)行這個(gè)任務(wù)。

上面是最基本的運(yùn)行，我們看下運(yùn)行結(jié)果：

# JMH version: 1.19 # VM version: JDK 1.8.0_171, VM 25.171-b11 # VM invoker: /Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_171.jdk/Contents/Home/jre/bin/java # VM options: -javaagent:/Applications/IntelliJ IDEA 2.app/Contents/lib/idea_rt.jar=55941:/Applications/IntelliJ IDEA 2.app/Contents/bin -Dfile.encoding=UTF-8 # Warmup: 3 iterations, 1 s each # Measurement: 5 iterations, 1 s each # Timeout: 10 min per iteration # Threads: 1 thread, will synchronize iterations # Benchmark mode: Throughput, ops/time # Benchmark: com.flydean.BenchMarkUsage.measureThroughput# Run progress: 26.66% complete, ETA 00:01:42 # Fork: 1 of 1 # Warmup Iteration 1: 9.727 ops/s # Warmup Iteration 2: 9.684 ops/s # Warmup Iteration 3: 9.678 ops/s Iteration 1: 9.652 ops/s Iteration 2: 9.678 ops/s Iteration 3: 9.733 ops/s Iteration 4: 9.651 ops/s Iteration 5: 9.678 ops/sResult "com.flydean.BenchMarkUsage.measureThroughput":9.678 ±(99.9%) 0.129 ops/s [Average](min, avg, max) = (9.651, 9.678, 9.733), stdev = 0.034CI (99.9%): [9.549, 9.808] (assumes normal distribution)

ops/s 是每秒的OPS次數(shù)。程序會(huì)給出運(yùn)行的最小值，平均值和最大值。同時(shí)給出標(biāo)準(zhǔn)差stdev和置信區(qū)間CI。

BenchmarkMode

上面的例子中， 我們只用了最簡(jiǎn)單的@Benchmark。如果想實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜和自定義的BenchMark，我們可以使用@BenchmarkMode。

先舉個(gè)例子：

@Benchmark@BenchmarkMode(Mode.Throughput)@OutputTimeUnit(TimeUnit.SECONDS)public void measureThroughput() throws InterruptedException {TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(100);}

上面的例子中，我們指定了@BenchmarkMode(Mode.Throughput)，Throughput的意思是整體吞吐量，表示給定的時(shí)間內(nèi)執(zhí)行的次數(shù)。

這里我們通過 @OutputTimeUnit(TimeUnit.SECONDS)來指定時(shí)間單位。

Mode除了Throughput還有如下幾種模式：

• AverageTime - 調(diào)用的平均時(shí)間
• SampleTime - 隨機(jī)取樣，最后輸出取樣結(jié)果的分布
• SingleShotTime - 只會(huì)執(zhí)行一次，通常用來測(cè)試?yán)鋯?dòng)時(shí)候的性能。
• All - 所有的benchmark modes。

Fork和Warmup

上面的例子中我們通過代碼來顯式的制定Fork和Warmup，我們也可以使用注解來實(shí)現(xiàn)：

@Fork(value = 1, warmups = 2)@Warmup(iterations = 5)

上面的例子中value表示該benchMark執(zhí)行多少次，warmups表示fork多少個(gè)進(jìn)程來執(zhí)行。iterations表示warmup的iterations個(gè)數(shù)。

如果你同時(shí)在代碼中和注解中都配置了相關(guān)的信息，那么注解將會(huì)覆蓋掉代碼中的顯示配置。

State和Scope

如果我們?cè)诙嗑€程環(huán)境中使用beachMark,那么多線程中用到的類變量是共享還是每個(gè)線程一個(gè)呢？

這個(gè)時(shí)候我們就要用到@State注解。

@State(Scope.Benchmark) public class StateUsage { }

Scope有三種：

• Scope.Thread：默認(rèn)的State，每個(gè)測(cè)試線程分配一個(gè)實(shí)例；
• Scope.Benchmark：所有測(cè)試線程共享一個(gè)實(shí)例，用于測(cè)試有狀態(tài)實(shí)例在多線程共享下的性能；
• Scope.Group：每個(gè)線程組共享一個(gè)實(shí)例；

本文的例子可以參考https://github.com/ddean2009/learn-java-concurrency/tree/master/benchmark

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的在java中使用JMH（Java Microbenchmark Harness）做性能测试的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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