JMH基准测试

2024-03-15 11:18
文章标签 测试 基准 jmh

本文主要是介绍JMH基准测试，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

验证log使用占位符相对于String 字符串的拼接可以有效提升性能。

测试代码

package com.xiaobu.JMH;import org.openjdk.jmh.annotations.*;
import org.openjdk.jmh.results.format.ResultFormatType;
import org.openjdk.jmh.runner.Runner;
import org.openjdk.jmh.runner.RunnerException;
import org.openjdk.jmh.runner.options.Options;
import org.openjdk.jmh.runner.options.OptionsBuilder;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;import java.util.concurrent.TimeUnit;/*** @author 小布* @version 1.0.0* @className JmhLogPrint.java* @createTime 2021年09月22日 14:00:00*/
@BenchmarkMode(Mode.AverageTime) // 测试完成时间
@OutputTimeUnit(TimeUnit.NANOSECONDS)
@Warmup(iterations = 2, time = 1, timeUnit = TimeUnit.SECONDS) // 预热 2 轮，每次 1s
@Measurement(iterations = 5, time = 3, timeUnit = TimeUnit.SECONDS) // 测试 5 轮，每次 3s
@Fork(1) // fork 1 个线程
@State(Scope.Thread) // 每个测试线程一个实例
@RestController
@RequestMapping("/log")
public class JmhLogPrint {private final Logger log = LoggerFactory.getLogger(JmhLogPrint.class);public static void main(String[] args) throws RunnerException {//1、启动基准测试：输出json结果文件（用于查看可视化图）Options opt = new OptionsBuilder().include(JmhLogPrint.class.getSimpleName()) //要导入的测试类.result("D:\\JmhLogPrint.json") //输出测试结果的json文件.resultFormat(ResultFormatType.JSON)//格式化json文件.build();//2、执行测试new Runner(opt).run();}@Benchmarkpublic void appendLogPrint() {StringBuilder sb = new StringBuilder();sb.append("Hello, ");sb.append("Java");sb.append(".");sb.append("Hello, ");sb.append("Redis");sb.append(".");sb.append("Hello, ");sb.append("MySQL");sb.append(".");log.info(sb.toString());}@Benchmarkpublic void logPrintWithPlaceholder() {log.info("Hello, {}.Hello, {}.Hello, {}.", "Java", "Redis", "MySQL");}
}

结果

Benchmark                                Mode  Cnt       Score         Error  Units
JMH.JmhLogPrint.appendLogPrint           avgt    5  274846.463 ± 1204824.140  ns/op
JMH.JmhLogPrint.logPrintWithPlaceholder  avgt    5   51898.637 ±    9793.767  ns/op

直接使用 StringBuilder 拼接的方式显然要比使用占位符的方式性能要低

将json文件可视化工具

JMH Visualizer：https://jmh.morethan.io/
JMH Visual Chart：http://deepoove.com/jmh-visual-chart/

String、StringBuilder及StringBuffer的JMH基准单元测试方法：

测试代码

package com.xiaobu.JMH;import org.openjdk.jmh.annotations.*;
import org.openjdk.jmh.infra.Blackhole;
import org.openjdk.jmh.results.format.ResultFormatType;
import org.openjdk.jmh.runner.Runner;
import org.openjdk.jmh.runner.RunnerException;
import org.openjdk.jmh.runner.options.Options;
import org.openjdk.jmh.runner.options.OptionsBuilder;import java.util.concurrent.TimeUnit;/*** @author 小布* @version 1.0.0* @className StringAppendJmhTest.java* @createTime 2021年09月22日 13:29:00*/
@BenchmarkMode(Mode.AverageTime) // 测试完成时间
@OutputTimeUnit(TimeUnit.NANOSECONDS)
@Warmup(iterations = 2, time = 1, timeUnit = TimeUnit.SECONDS) // 预热 2 轮，每次 1s
@Measurement(iterations = 5, time = 3, timeUnit = TimeUnit.SECONDS) // 测试 5 轮，每次 3s
@Fork(3) //Fork出3个线程来测试
@State(Scope.Thread) // 每个测试线程分配1个实例
public class StringAppendJmhTest {@Param({"2", "10", "100", "1000"})private int count; //指定添加元素的不同个数，便于分析结果public static void main(String[] args) throws RunnerException {//1、启动基准测试：输出普通文件
//        Options opt = new OptionsBuilder()
//                .include(ArrayAndLinkedJmhTest.class.getSimpleName()) //要导入的测试类
//                .output("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\StringAppendJmhTest.log") //输出测试结果的普通txt文件
//                .build();//1、启动基准测试：输出json结果文件（用于查看可视化图）Options opt = new OptionsBuilder().include(StringAppendJmhTest.class.getSimpleName()) //要导入的测试类.result("D:\\StringAppendJmhTest.json") //输出测试结果的json文件.resultFormat(ResultFormatType.JSON)//格式化json文件.build();//2、执行测试new Runner(opt).run();}@Setup(Level.Trial) // 初始化方法，在全部Benchmark运行之前进行public void init() {System.out.println("Start...");}@Benchmarkpublic void stringAppendTest(Blackhole blackhole) {String str = "";for (int i = 0; i < count; i++) {str = str + "Justin";}blackhole.consume(str);}@Benchmarkpublic void stringBufferAppendTest(Blackhole blackhole) {StringBuffer strBuffer = new StringBuffer();for (int i = 0; i < count; i++) {strBuffer.append("Justin");}blackhole.consume(strBuffer);}@Benchmarkpublic void stringBuilderAppendTest(Blackhole blackhole) {StringBuilder strBuilder = new StringBuilder();for (int i = 0; i < count; i++) {strBuilder.append("Justin");}blackhole.consume(strBuilder);}@TearDown(Level.Trial) // 结束方法，在全部Benchmark运行之后进行public void clear() {System.out.println("End...");}}

测试结果：

字符串拼接性能：StringBuilder > StringBuffer > String

Benchmark                                        (count)  Mode  Cnt       Score      Error  Units
JMH.StringAppendJmhTest.stringAppendTest               2  avgt   15      39.152 ±   40.463  ns/op
JMH.StringAppendJmhTest.stringAppendTest              10  avgt   15     139.626 ±    1.233  ns/op
JMH.StringAppendJmhTest.stringAppendTest             100  avgt   15    8031.421 ±  276.464  ns/op
JMH.StringAppendJmhTest.stringAppendTest            1000  avgt   15  712191.266 ± 5927.205  ns/op
JMH.StringAppendJmhTest.stringBufferAppendTest         2  avgt   15      21.510 ±    9.480  ns/op
JMH.StringAppendJmhTest.stringBufferAppendTest        10  avgt   15     166.773 ±  274.604  ns/op
JMH.StringAppendJmhTest.stringBufferAppendTest       100  avgt   15    1159.299 ±  103.268  ns/op
JMH.StringAppendJmhTest.stringBufferAppendTest      1000  avgt   15   10173.023 ± 1148.979  ns/op
JMH.StringAppendJmhTest.stringBuilderAppendTest        2  avgt   15      16.613 ±    0.347  ns/op
JMH.StringAppendJmhTest.stringBuilderAppendTest       10  avgt   15      89.340 ±    0.731  ns/op
JMH.StringAppendJmhTest.stringBuilderAppendTest      100  avgt   15    1029.786 ±   11.204  ns/op
JMH.StringAppendJmhTest.stringBuilderAppendTest     1000  avgt   15    9151.069 ±  126.842  ns/op

Commons Lang StringUtils.replace performance vs String.replace

测试代码

package com.xiaobu.JMH;import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
import org.openjdk.jmh.annotations.*;
import org.openjdk.jmh.infra.Blackhole;
import org.openjdk.jmh.runner.Runner;
import org.openjdk.jmh.runner.RunnerException;
import org.openjdk.jmh.runner.options.Options;
import org.openjdk.jmh.runner.options.OptionsBuilder;import java.util.concurrent.TimeUnit;/*** @author 小布* @version 1.0.0* @className StringReplaceBenchmark.java* @createTime 2021年09月22日 14:24:00*/
@BenchmarkMode(Mode.AverageTime) // 测试完成时间
@OutputTimeUnit(TimeUnit.NANOSECONDS)
@Warmup(iterations = 2, time = 1, timeUnit = TimeUnit.SECONDS) // 预热 2 轮，每次 1s
@Measurement(iterations = 5, time = 3, timeUnit = TimeUnit.SECONDS) // 测试 5 轮，每次 3s
@Fork(1) // fork 1 个线程
@State(Scope.Thread) // 每个测试线程一个实例
public class StringReplaceBenchmark {private static final String SHORT_STRING_NO_MATCH = "ABC";private static final String SHORT_STRING_ONE_MATCH = "a'BC";private static final String SHORT_STRING_SEVERAL_MATCHES = "'a'b'c'";private static final String LONG_STRING_NO_MATCH ="ABCABCABCABCABCABCABCABCABCABCABCABCABCABCABCABCABCABCABCABCABCABCABCABC";private static final String LONG_STRING_ONE_MATCH ="ABCABCABCABCABCABCABCABCABCABCABCa'BCABCABCABCABCABCABCABCABCABCABCABCABC";private static final String LONG_STRING_SEVERAL_MATCHES ="ABCABCa'BCABCABCABCABCABC'ABCABCABCa'BCABCABCABCABCABCa'BCABCABCABCABCABCABC";public static void main(String[] args) throws RunnerException {Options options = new OptionsBuilder().include(StringReplaceBenchmark.class.getSimpleName()).build();new Runner(options).run();}@Benchmarkpublic void shortStringNoMatch(Blackhole blackhole) {blackhole.consume(SHORT_STRING_NO_MATCH.replace("'", "''"));}@Benchmarkpublic void shortStringNoMatchUtils(Blackhole blackhole) {blackhole.consume(StringUtils.replace(SHORT_STRING_NO_MATCH, "'", "''"));}@Benchmarkpublic void longStringNoMatch(Blackhole blackhole) {blackhole.consume(LONG_STRING_NO_MATCH.replace("'", "''"));}@Benchmarkpublic void longStringNoMatchUtils(Blackhole blackhole) {blackhole.consume(StringUtils.replace(LONG_STRING_NO_MATCH, "'", "''"));}@Benchmarkpublic void shortString1Match(Blackhole blackhole) {blackhole.consume(SHORT_STRING_ONE_MATCH.replace("'", "''"));}@Benchmarkpublic void shortString1MatchUtils(Blackhole blackhole) {blackhole.consume(StringUtils.replace(SHORT_STRING_ONE_MATCH, "'", "''"));}@Benchmarkpublic void longString1Match(Blackhole blackhole) {blackhole.consume(LONG_STRING_ONE_MATCH.replace("'", "''"));}@Benchmarkpublic void longString1MatchUtils(Blackhole blackhole) {blackhole.consume(StringUtils.replace(LONG_STRING_ONE_MATCH, "'", "''"));}@Benchmarkpublic void shortStringNMatch(Blackhole blackhole) {blackhole.consume(SHORT_STRING_SEVERAL_MATCHES.replace("'", "''"));}@Benchmarkpublic void shortStringNMatchUtils(Blackhole blackhole) {blackhole.consume(StringUtils.replace(SHORT_STRING_SEVERAL_MATCHES, "'", "''"));}@Benchmarkpublic void longStringNMatch(Blackhole blackhole) {blackhole.consume(LONG_STRING_SEVERAL_MATCHES.replace("'", "''"));}@Benchmarkpublic void longStringNMatchUtils(Blackhole blackhole) {blackhole.consume(StringUtils.replace(LONG_STRING_SEVERAL_MATCHES, "'", "''"));}
}

测试结果：

Benchmark                                           Mode  Cnt     Score      Error  Units
JMH.StringReplaceBenchmark.longString1Match         avgt    5  1542.101 ± 8069.146  ns/op
JMH.StringReplaceBenchmark.longString1MatchUtils    avgt    5   408.031 ± 1984.070  ns/op
JMH.StringReplaceBenchmark.longStringNMatch         avgt    5   790.396 ± 1068.888  ns/op
JMH.StringReplaceBenchmark.longStringNMatchUtils    avgt    5   310.045 ±  815.440  ns/op
JMH.StringReplaceBenchmark.longStringNoMatch        avgt    5   172.684 ±  322.380  ns/op
JMH.StringReplaceBenchmark.longStringNoMatchUtils   avgt    5    21.944 ±    0.323  ns/op
JMH.StringReplaceBenchmark.shortString1Match        avgt    5   160.640 ±    2.932  ns/op
JMH.StringReplaceBenchmark.shortString1MatchUtils   avgt    5    89.461 ±  340.988  ns/op
JMH.StringReplaceBenchmark.shortStringNMatch        avgt    5   296.488 ±   56.479  ns/op
JMH.StringReplaceBenchmark.shortStringNMatchUtils   avgt    5    71.800 ±   12.094  ns/op
JMH.StringReplaceBenchmark.shortStringNoMatch       avgt    5    97.064 ±   26.855  ns/op
JMH.StringReplaceBenchmark.shortStringNoMatchUtils  avgt    5     5.018 ±    0.910  ns/opProcess finished with exit code 0

字符串replace性能：Commons Lang StringUtils.replace > String.replace(java8)

在现代 Java 中(JDK>1.8)，情况不再如此。String.replace在Java-9 中从正则表达式到 StringBuilder 进行了改进，在Java-13 中进行了更多改进，以直接分配目标byte[]数组提前计算其确切大小。由于使用了内部 JDK 特性，例如分配未初始化数组的能力、访问 String 编码器的能力以及使用String避免复制的私有构造函数的能力，当前实现不太可能被第三方实现击败。

参考：

Java–☀️面试官：讲一下String、StringBuilder及StringBuffer区别？❤️‍【⭐初学者面试必备⭐】

为什么要用JMH？何时应该用？

Commons Lang StringUtils.replace performance vs String.replace

JMH-大厂是如何使用JMH进行Java代码性能测试的？必须掌握！

这篇关于JMH基准测试的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/811782。

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