java – JMH如何测量粒度值以下的执行时间？

2023年1月7日 122次阅读

所以我试着用微基准测试,选择JMH,阅读了一些文章. JMH如何测量低于系统计时器粒度的方法的执行？

更详细的解释：

这些是我正在运行的基准测试(方法名称不言自明)：

import org.openjdk.jmh.annotations.*;
import org.openjdk.jmh.infra.Blackhole;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

@BenchmarkMode(Mode.AverageTime)
@OutputTimeUnit(TimeUnit.NANOSECONDS)
@State(Scope.Thread)
@Warmup(iterations = 10, time = 200, timeUnit = TimeUnit.NANOSECONDS)
@Measurement(iterations = 20, time = 200, timeUnit = TimeUnit.NANOSECONDS)
public class RandomBenchmark {

    public long lastValue;

    @Benchmark
    @Fork(1)
    public void blankMethod() {
    }

    @Benchmark
    @Fork(1)
    public void simpleMethod(Blackhole blackhole) {
        int i = 0;
        blackhole.consume(i++);
    }

    @Benchmark
    @Fork(1)
    public void granularityMethod(Blackhole blackhole) {
        long initialTime = System.nanoTime();
        long measuredTime;
        do {
            measuredTime = System.nanoTime();
        } while (measuredTime == initialTime);
        blackhole.consume(measuredTime);
    }
}

结果如下：

# Run complete. Total time: 00:00:02

Benchmark                          Mode  Cnt    Score    Error  Units
RandomBenchmark.blankMethod        avgt   20    0,887 ?  0,274  ns/op
RandomBenchmark.granularityMethod  avgt   20  407,002 ? 26,297  ns/op
RandomBenchmark.simpleMethod       avgt   20    6,979 ?  0,743  ns/op

目前在Windows 7上运行,并且正如各种文章中所描述的那样,它具有很大的粒度(407 ns).检查下面的基本代码确实每隔约400ns就有一个新的计时器值：

    final int sampleSize = 100;
    long[] timeMarks = new long[sampleSize];
    for (int i=0; i < sampleSize; i++) {
        timeMarks[i] = System.nanoTime();
    }
    for (long timeMark : timeMarks) {
        System.out.println(timeMark);
    }

很难完全理解生成的方法是如何工作的,但是通过反编译的JMH生成的代码看起来它在执行之前和之后使用相同的System.nanoTime()并测量差异.当粒度为400 ns时,如何测量几纳秒的方法执行？

最佳答案 你完全正确.您无法测量比系统的计时器粒度更快的内容.

JMH不测量bechmark方法的每次调用.它在迭代开始之前调用System.nanotime(),执行基准测试方法X次并在迭代后再次调用System.nanotime().结果是时间差/操作数(可能使用@OperationsPerInvocation在每次调用时为方法指定多于1个操作).

Aleksey Shipilev在他的文章Nanotrusting the Nanotime中讨论了纳米时的测量问题.“延迟”部分包含一个代码示例,显示了JMH如何测量一个基准迭代.

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