1. JMH介绍
JMH 的全名是 Java Microbenchmark Harness，它是由 Java 虚拟机团队开发的一款用于 Java 微基准测试工具。说白了就是一个测试工具。用来测试接口的性能
PS: 我第一次关注到这个是在spring-framework框架中有用到
Github地址：github.com/openjdk/jmh
Java的基准测试需要注意的几点：
- 测试预热
- 防止无效代码
- 并发测试
- 测试结果呈现
使用JMH的典型场景：
- 方法优化前后的对比，可以用JMH优化前后的结果进行定量分析
- 接口方法的不同实现的性能对比(序列化/反序列化的时间：fastjson和Jackson)
- 函数执行的时间和输入的值之间的关系(例如：HashMap设置初始值还是不设置初始值)
2. JMH概念
- Iteration - iteration 是 JMH 进行测试的最小单位，测量迭代次数。
- Warmup-预热，在实际进行 benchmark 前先进行预热。因为某个函数被调用多次之后，JIT 会对其进行编译，通过预热可以使测量结果更加接近真实情况
3. 快速开始
引入Maven依赖
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.openjdk.jmh</groupId>
<artifactId>jmh-core</artifactId>
<version>${project.version}</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.openjdk.jmh</groupId>
<artifactId>jmh-generator-annprocess</artifactId>
<version>${project.version}</version>
<scope>provided</scope>
</dependency>
</dependencies>
增加打包工具：
<build>
<plugins>
<plugin>
<groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
<artifactId>maven-shade-plugin</artifactId>
<version>3.2.1</version>
<executions>
<execution>
<phase>package</phase>
<goals>
<goal>shade</goal>
</goals>
<configuration>
<transformers>
<transformer implementation="org.apache.maven.plugins.shade.resource.ManifestResourceTransformer">
<mainClass> 这里填写Main类 </mainClass>
</transformer>
</transformers>
</configuration>
</execution>
</executions>
</plugin>
</plugins>
</build>
测试代码：
@BenchmarkMode(Mode.AverageTime)
@Warmup(iterations = 3, time = 1)
@Measurement(iterations = 5, time = 5)
@Threads(4)
@Fork(1)
@State(value = Scope.Benchmark)
@OutputTimeUnit(TimeUnit.MILLISECONDS)
public class MapTest {
@Param(value = {"1022", "5121", "10241"})
private int length;
@Benchmark
public void mapWithSize(Blackhole blackhole) {
Map<Integer,Integer> map = new HashMap<>(length);
for (int i = 0; i < length; i++) {
map.put(i, i);
}
blackhole.consume(map);
}
@Benchmark
public void mapWithoutSize(Blackhole blackhole) {
Map<Integer,Integer> map = new HashMap<>();
for (int i = 0; i < length; i++) {
map.put(i, i);
}
blackhole.consume(map);
}
public static void main(String[] args) throws RunnerException {
Options opt = new OptionsBuilder()
.include(MapTest.class.getSimpleName())
.result("result.json")
.resultFormat(ResultFormatType.JSON).build();
new Runner(opt).run();
}
}
执行Maven命令：
mvn clear package
java -jar target\xxxx.jar
4. 注解介绍
4.1 @BenchmarkMode
基准测试类型，可以有几种选择：
- Throughput: 整体吞吐量
- AverageTime: 调用的平均时间
- SampleTime: 随机取样，最后输出取样结果的分布
- SingleShotTime: 以上模式都是默认一次 iteration 是 1s，唯有 SingleShotTime 是只运行一次。往往同时把 warmup 次数设为0，用于测试冷启动时的性能。
- All 上面的所有情况
4.2 Warmup
进行基准测试前需要进行预热。为什么需要预热？因为JVM的JIT机制存在如果某个函数被调用多次之后，JVM 会尝试将其编译成为机器码从而提高执行速度。
- iterations：迭代次数
- time：每一次时间
- timeUnit： 时间单位
- batchSize：每个操作调用基准测试方法的数量
4.3 @Measurement
测量的一些基本参数：
- iterations：进行测试的轮次
- time： 每轮进行的时长
- timeUnit： 时长单位
4.4 @Threads
每个进程中的测试线程，一般为cpu核数*2
4.5 @Fork
进行 fork 的次数。如果 fork 数是2的话，则 JMH 会 fork 出两个进程来进行测试
4.6 @OutputTimeUnit
基准测试结果的时间类型。一般选择秒、毫秒、微秒
4.7 @Benchmark
表示该方法是需要进行 benchmark 的对象，用法和 JUnit 的 @Test 类似
4.8 @Param
@Param 可以用来指定某项参数的多种情况。特别适合用来测试一个函数在不同的参数输入的情况下的性能，例如上面代码设置Map的初始化大小
4.9 @Setup
注解的作用就是我们需要在测试之前进行一些准备工作，比如对一些数据的初始化之类的，这个也和Junit的@Before
4.10 @TearDown
在测试之后进行一些结束工作，主要用于资源回收
4.11@State
State 用于声明某个类是一个”状态”，然后接受一个 Scope 参数用来表示该状态的共享范围。 因为很多 benchmark 会需要一些表示状态的类，JMH 允许你把这些类以依赖注入的方式注入到 benchmark 函数里。Scope 主要分为三种。
- Thread: 该状态为每个线程独享。
- Group: 该状态为同一个组里面所有线程共享。
- Benchmark: 该状态在所有线程间共享。
Tips: 例子可以参照官网：github.com/openjdk/jmh…
5. JMH可视化
JMH生成数据后可以存放在文件中，然后可以通过网上提供的可视化网站上传测试数据进行可视化。
上面代码运行上传可视化后的图：
参考文档：
