OpenJDK JMH——Java程序的基準測試工具
背景
JMH(Java Microbenchmark Harness)是一個專門用于編寫、運行和分析Java微基準測試的工具。它是由OpenJDK項目提供的一個開源項目,旨在幫助開發人員準確地測量和評估Java代碼的性能。
JMH提供了一組注解和API,使得編寫微基準測試變得簡單和方便。使用JMH,您可以定義和運行各種類型的基準測試,包括方法級別的基準測試、類級別的基準測試和多線程基準測試。JMH還提供了豐富的選項和配置,以控制基準測試的執行方式,如迭代次數、線程數、預熱時間等。
JMH的主要特點包括:
- 自動優化:JMH會自動優化基準測試,以消除熱點代碼的影響,并提供準確的性能度量。
- 避免優化:JMH使用黑魔法技巧來避免JIT編譯器過早優化基準測試代碼。
- 統計數據:JMH提供了豐富的統計數據和報告,包括平均執行時間、吞吐量、標準差等,以幫助您分析和理解基準測試的性能。
- 基準測試模式:JMH支持多種基準測試模式,如平均時間模式、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編寫和運行基準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,來定義基準測試。
- 使用JMH提供的命令行工具或API來運行基準測試,并指定相關的選項和參數。
- 分析和解釋JMH生成的性能報告,以評估和優化代碼的性能。
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
JMH是一個強大的工具,可以幫助開發人員進行準確和可靠的Java微基準測試,以評估和改進代碼的性能。它廣泛應用于Java開發社區,并被認為是Java性能測試領域的事實標準。
參考資料:
【1】https://github.com/openjdk/jmh/tree/master/jmh-samples/src/main/java/org/openjdk/jmh/samples。