JMH - Java微基准测试工具套件

最新推荐文章于 2024-09-19 16:03:20 发布

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#java #测试工具 #开发语言

JMH是一款由OpenJDK团队开发的高精度基准测试工具，适用于Java和JVM语言。本文详细介绍了JMH的基础知识，包括@Benchmark、@BenchmarkMode、@Warmup、@Measurement等关键注解的用法，以及如何避免性能测试中的陷阱。同时，展示了如何在IDEA中使用JMH插件进行便捷测试，并给出了Maven集成和执行的示例。此外，还提到了JMH测试结果的可视化工具。

JMH简介

JMH 是 OpenJDK 团队开发的一款基准测试工具，一般用于代码的性能调优，精度甚至可以达到纳秒级别，适用于 java 以及其他基于 JVM 的语言。和 Apache JMeter 不同，JMH 测试的对象可以是任一方法，颗粒度更小，而不仅限于rest api。

JMH 比较典型的应用场景如下：

想准确地知道某个方法需要执行多长时间，以及执行时间和输入之间的相关性
对比接口不同实现在给定条件下的吞吐量
查看多少百分比的请求在多长时间内完成

JMH基础及常用注解说明

JMH主要是通过注解的形式编写测试单元，告诉JMH如何测试，JMH自动生成测试代码，所以在使用JMH进行微基准测试时一定要先了对JMH注解有一定了解，下面就介绍下JMH的注解。

@Benchmark

@Benchmark用于告诉JMH哪些方法需要进行测试，只能注解在方法上，有点类似junit的@Test。在测试项目进行package时，JMH会针对注解了@Benchmark的方法生成Benchmark方法代码。通常情况下，每个Benchmark方法都运行在独立的进程中，互不干涉。

@BenchmarkMode

@BenchmarkMode用于指定当前Benchmark方法使用哪种模式测试。JMH提供了4种不同的模式，用于输出不同的结果指标，如下：

Throughput：吞吐量，ops/time。单位时间内执行操作的平均次数
AverageTime：每次操作所需时间，time/op。执行每次操作所需的平均时间
SampleTime：同 AverageTime，区别在于 SampleTime会随机取样，最后输出取样结果的分布
SingleShotTime：同 AverageTime。区别在于 SingleShotTime 只执行一次操作。这种模式的结果存在较大随机性。
All：上边所有的都执行一遍

@BenchmarkMode支持数组，可以指定多种模式也可以配置All，所有模式都执行一遍

@Warmup和@Measurement

@Warmup和@Measurement分别用于配置预热迭代和测试迭代。其中，iterations用于指定迭代次数，time和timeUnit用于每个迭代的时间，batchSize表示执行多少次Benchmark方法为一个invocation。

@State

通过 State 可以指定一个对象的作用范围，JMH 根据 scope 来进行实例化和共享操作。@State 可以被继承使用，如果父类定义了该注解，子类则无需定义。由于 JMH 允许多线程同时执行测试，不同的选项含义如下：

Scope.Benchmark：所有测试线程共享一个实例，测试有状态实例在多线程共享下的性能
Scope.Group：同一个线程在同一个 group 里共享实例
Scope.Thread：默认的 State，每个测试线程分配一个实例

@Setup 和 @TearDown

这两个注解只能定义在注解了 State 里，其中，@Setup类似于 junit 的@Before，而@TearDown类似于 junit 的@After。

@State(Scope.Thread)
public class JMHSample_05_StateFixtures {
   
   

    double x;

    @Setup(Level.Iteration)
    public void prepare() {
   
   
        System.err.println("init............");
        x = Math.PI;
    }

    @TearDown(Level.Iteration)
    public void check() {
   
   
        System.err.println("destroy............");
        assert x > Math.PI : "Nothing changed?";
    }

    @Benchmark
    public void meas