什么是JMH

JMH是 Java Microbenchmark Harness 的縮寫。中文意思大致是 “JAVA 微基準測試套件”。

基準測試是指通過設計科學的測試方法、測試工具和測試系統，實現對一類測試對象的某項性能指標進行定量的和可對比的測試。——百度百科

為什么要使用 JMH

基準測試的特質有如下幾種：

1. 可重復性：可進行重復性的測試，這樣做有利于比較每次的測試結果，得到性能結果的長期變化趨勢，為系統調優和上線前的容量規劃做參考。
2. 可觀測性：通過全方位的監控（包括測試開始到結束，執行機、服務器、數據庫），及時了解和分析測試過程發生了什么。
3. 可展示性：相關人員可以直觀明了的了解測試結果（web界面、儀表盤、折線圖樹狀圖等形式）。
4. 真實性：測試的結果反映了客戶體驗到的真實的情況（真實準確的業務場景+與生產一致的配置+合理正確的測試方法）。
5. 可執行性：相關人員可以快速的進行測試驗證修改調優（可定位可分析）。

可見要做一次符合特質的基準測試，是很繁瑣也很困難的。外界因素很容易影響到最終的測試結果。特別對于 JAVA的基準測試。

有些人認為Java是C++編寫的，一般來說Java編寫的程序不太可能比 C++編寫的代碼運行效率更好。但是Java在某些場景的確要比 C++運行的更高效。不要覺得天方夜譚。其實JVM隨著這些年的發展，已經變得很先進，它會在運行期間不斷的去優化。

這對于我們程序來說是好事，但是對于性能測試就頭疼的。你運行的次數與時間不同可能獲得的結果也不同，很難獲得一個比較穩定的結果。對于這種情況，有一個解決辦法就是大量的重復調用，并且在真正測試前還要進行一定的預熱，使結果盡可能的準確。

如何使用 JMH

導入依賴

新建一個Maven工程，導入依賴：

<!-- Java Microbenchmark Harness -->
<dependency><groupId>org.openjdk.jmh</groupId><artifactId>jmh-core</artifactId><version>1.19</version>
</dependency>
<dependency><groupId>org.openjdk.jmh</groupId><artifactId>jmh-generator-annprocess</artifactId><version>1.19</version>
</dependency>

基準測試代碼

package com.lun.string;import org.openjdk.jmh.annotations.Benchmark;public class StringConnectBenchmark {/*** 字符串拼接之 StringBuilder 基準測試*/@Benchmarkpublic void testStringBuilder() {print(new StringBuilder().append(1).append(2).append(3).toString());}/*** 字符串拼接之直接相加基準測試*/@Benchmarkpublic void testStringAdd() {print(new String()+ 1 + 2 + 3);}/*** 字符串拼接之String Concat基準測試*/@Benchmarkpublic void testStringConcat() {print(new String().concat("1").concat("2").concat("3"));}/*** 字符串拼接之 StringBuffer 基準測試*/@Benchmarkpublic void testStringBuffer() {print(new StringBuffer().append(1).append(2).append(3).toString());}/*** 字符串拼接之 StringFormat 基準測試*/@Benchmarkpublic void testStringFormat(){print(String.format("%s%s%s", 1, 2, 3));}public void print(String str) {}
}

運行基準測試代碼

package com.lun.string;import org.openjdk.jmh.annotations.Mode;
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;public class StringBuilderRunner {public static void main(String[] args) throws RunnerException {Options opt = new OptionsBuilder()// 導入要測試的類.include(StringConnectBenchmark.class.getSimpleName())// 預熱5輪.warmupIterations(5)// 度量10輪.measurementIterations(10).mode(Mode.Throughput).forks(3).build();new Runner(opt).run();}
}

運行結果

...
# Run progress: 93.33% complete, ETA 00:00:17
# Fork: 3 of 3
# Warmup Iteration   1: 168644.227 ops/s
# Warmup Iteration   2: 406543.452 ops/s
# Warmup Iteration   3: 417524.283 ops/s
# Warmup Iteration   4: 453008.474 ops/s
# Warmup Iteration   5: 450343.882 ops/s
Iteration   1: 452407.964 ops/s
Iteration   2: 454286.433 ops/s
Iteration   3: 446131.016 ops/s
Iteration   4: 449042.238 ops/s
Iteration   5: 457997.034 ops/s
Iteration   6: 450785.925 ops/s
Iteration   7: 450866.167 ops/s
Iteration   8: 439266.876 ops/s
Iteration   9: 453702.384 ops/s
Iteration  10: 451028.848 ops/sResult "com.lun.string.StringConnectBenchmark.testStringFormat":441747.293 ±(99.9%) 15980.806 ops/s [Average](min, avg, max) = (342074.817, 441747.293, 463951.126), stdev = 23919.319CI (99.9%): [425766.487, 457728.099] (assumes normal distribution)# Run complete. Total time: 00:04:23Benchmark                                  Mode  Cnt         Score         Error  Units
StringConnectBenchmark.testStringAdd      thrpt   30  11809268.588 ±  766758.418  ops/s
StringConnectBenchmark.testStringBuffer   thrpt   30  68501244.128 ± 1373528.962  ops/s
StringConnectBenchmark.testStringBuilder  thrpt   30  49564682.559 ± 7821622.523  ops/s
StringConnectBenchmark.testStringConcat   thrpt   30  14246208.232 ±  443906.557  ops/s
StringConnectBenchmark.testStringFormat   thrpt   30    441747.293 ±   15980.806  ops/s

Score分數越高越好

參考資料

1. 【基準測試】JMH 簡單入門
2. Java Micro Benchmark with JMH