OpenJDK JMH——Java程序的基準(zhǔn)測試工具
背景
JMH(Java Microbenchmark Harness)是一個(gè)專門用于編寫、運(yùn)行和分析Java微基準(zhǔn)測試的工具。它是由OpenJDK項(xiàng)目提供的一個(gè)開源項(xiàng)目,旨在幫助開發(fā)人員準(zhǔn)確地測量和評(píng)估Java代碼的性能。
JMH提供了一組注解和API,使得編寫微基準(zhǔn)測試變得簡單和方便。使用JMH,您可以定義和運(yùn)行各種類型的基準(zhǔn)測試,包括方法級(jí)別的基準(zhǔn)測試、類級(jí)別的基準(zhǔn)測試和多線程基準(zhǔn)測試。JMH還提供了豐富的選項(xiàng)和配置,以控制基準(zhǔn)測試的執(zhí)行方式,如迭代次數(shù)、線程數(shù)、預(yù)熱時(shí)間等。
JMH的主要特點(diǎn)包括:
- 自動(dòng)優(yōu)化:JMH會(huì)自動(dòng)優(yōu)化基準(zhǔn)測試,以消除熱點(diǎn)代碼的影響,并提供準(zhǔn)確的性能度量。
- 避免優(yōu)化:JMH使用黑魔法技巧來避免JIT編譯器過早優(yōu)化基準(zhǔn)測試代碼。
- 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù):JMH提供了豐富的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和報(bào)告,包括平均執(zhí)行時(shí)間、吞吐量、標(biāo)準(zhǔn)差等,以幫助您分析和理解基準(zhǔn)測試的性能。
- 基準(zhǔn)測試模式:JMH支持多種基準(zhǔn)測試模式,如平均時(shí)間模式、吞吐量模式、采樣模式等,以滿足不同的性能測試需求。
JMH使用方法
使用JMH編寫和運(yùn)行基準(zhǔn)測試的一般步驟包括:
- 在測試類或測試方法上使用JMH提供的注解,如@Benchmark、@State、@Setup等,來定義基準(zhǔn)測試。
- 使用JMH提供的命令行工具或API來運(yùn)行基準(zhǔn)測試,并指定相關(guān)的選項(xiàng)和參數(shù)。
- 分析和解釋JMH生成的性能報(bào)告,以評(píng)估和優(yōu)化代碼的性能。
JMH使用示例
jmh提供了大量的測試用例,參考資料【1】所示。
@BenchmarkMode(Mode.AverageTime)
@OutputTimeUnit(TimeUnit.NANOSECONDS)
public class JMHSample_21_ConsumeCPU {
/*
* At times you require the test to burn some of the cycles doing nothing.
* In many cases, you *do* want to burn the cycles instead of waiting.
*
* For these occasions, we have the infrastructure support. Blackholes
* can not only consume the values, but also the time! Run this test
* to get familiar with this part of JMH.
*
* (Note we use static method because most of the use cases are deep
* within the testing code, and propagating blackholes is tedious).
*/
@Benchmark
public void consume_0000() {
Blackhole.consumeCPU(0);
}
@Benchmark
public void consume_0001() {
Blackhole.consumeCPU(1);
}
@Benchmark
public void consume_0002() {
Blackhole.consumeCPU(2);
}
@Benchmark
public void consume_0004() {
Blackhole.consumeCPU(4);
}
@Benchmark
public void consume_0008() {
Blackhole.consumeCPU(8);
}
@Benchmark
public void consume_0016() {
Blackhole.consumeCPU(16);
}
@Benchmark
public void consume_0032() {
Blackhole.consumeCPU(32);
}
@Benchmark
public void consume_0064() {
Blackhole.consumeCPU(64);
}
@Benchmark
public void consume_0128() {
Blackhole.consumeCPU(128);
}
@Benchmark
public void consume_0256() {
Blackhole.consumeCPU(256);
}
@Benchmark
public void consume_0512() {
Blackhole.consumeCPU(512);
}
@Benchmark
public void consume_1024() {
Blackhole.consumeCPU(1024);
}
/*
* ============================== HOW TO RUN THIS TEST: ====================================
*
* Note the single token is just a few cycles, and the more tokens
* you request, then more work is spent (almost linearly)
*
* You can run this test:
*
* a) Via the command line:
* $ mvn clean install
* $ java -jar target/benchmarks.jar JMHSample_21 -f 1
* (we requested single fork; there are also other options, see -h)
*
* b) Via the Java API:
* (see the JMH homepage for possible caveats when running from IDE:
* http://openjdk.java.net/projects/code-tools/jmh/)
*/
public static void main(String[] args) throws RunnerException {
Options opt = new OptionsBuilder()
.include(JMHSample_21_ConsumeCPU.class.getSimpleName())
.forks(1)
.build();
new Runner(opt).run();
}
}
JMH總結(jié)
JMH是一個(gè)強(qiáng)大的工具,可以幫助開發(fā)人員進(jìn)行準(zhǔn)確和可靠的Java微基準(zhǔn)測試,以評(píng)估和改進(jìn)代碼的性能。它廣泛應(yīng)用于Java開發(fā)社區(qū),并被認(rèn)為是Java性能測試領(lǐng)域的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。
參考資料:
【1】https://github.com/openjdk/jmh/tree/master/jmh-samples/src/main/java/org/openjdk/jmh/samples。