健壮的 Java 基准测试，第 1 部分：问题

最新推荐文章于 2025-11-29 17:17:25 发布

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本文探讨了Java代码基准测试中的常见问题与难点，特别是在现代虚拟机环境下。文章通过一个具体的性能难题实例，揭示了基准测试中可能遇到的陷阱，并为编写可靠的基准测试框架提供了指导。

程序性能一直是受到关注的问题，即使在现在这样的高性能硬件时代，也是如此。本文是分两部分的文章系列的第一篇，讨论与 Java™ 代码基准测试相关的许多问题。第 2 部分讨论基准测试的统计并提供一个执行 Java 基准测试的框架。因为几乎所有新语言都是基于虚拟机的，所以本文讨论的基本原则适用于许多编程语言。

当今的 CPU 速度已经达到数 GHz，出现了多核处理器和数 GB 的内存，即使在这样的时代，程序性能问题仍然受到持续的关注。随着硬件功能的每次提高，都会出现具有挑战性的新型应用程序（或者增加了程序员的 “惰性”）。基准测试代码（以及从基准测试结果得出正确的结论）总是存在问题和困难，而且几乎没有比 Java 更难进行基准测试的语言，尤其是在先进的现代虚拟机上。

这个分两部分的文章系列只讨论程序执行时间，不考虑执行程序时的其他重要性质，比如内存使用量。即使在如此狭义的性能定义之下，精确地进行代码基准测试仍然有很多困难。这些问题的数量和复杂性使大多数基准测试都不太精确，常常导致误解。本文的第一部分只讨论这些问题，并给出了在编写自己的基准测试框架时需要考虑的各个方面。

一个性能难题

我首先通过一个性能难题演示一些基准测试方面的问题。请考虑清单 1 中的代码（参见参考资料获得本文的完整示例代码链接）：

清单 1. 性能难题

                
protected static int global;

public static void main(String[] args) {
    long t1 = System.nanoTime();

    int value = 0;
    for (int i = 0; i < 100 * 1000 * 1000; i++) {
        value = calculate(value);
    }

    long t2 = System.nanoTime();
    System.out.println("Execution time: " + ((t2 - t1) * 1e-6) + " milliseconds");
}

protected static int calculate(int arg) {
    //L1: assert (arg >= 0) : "should be positive";
    //L2: if (arg < 0) throw new IllegalArgumentException("arg = " + arg + " < 0");

    global = arg * 6;
    global += 3;
    global /= 2;
    return arg + 2;
}

以下哪个版本运行得最快呢？

本文转自IBM Developerworks中国

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