java准测试套件—JMH实战入门

在多线程中有这样一个思想，就是尽可能的压榨cpu，这里就提到了效率。那么怎么知道一个程序的效率呢，JMH(java Microbenchmark Harness),就是专门测量方法性能好不好的一个工具。有时我们想测试自己写的代码的性能，就不用自己写测试代码，而可以直接用它了。本篇就对其做一个简单的介绍。

这里会做一个小实验，测算不同方法的吞吐量，也是对JMH做一个简单的入门。

1. 创建Maven项目，添加两个依赖：

   1.1：jmh-core （jmh的核心)

   1.2：jmh-generator-annprocess（注解处理包）

      
           
           
               org.openjdk.jmh
               jmh-core
               1.21
           
   
           
           
               org.openjdk.jmh
               jmh-generator-annprocess
               1.21
               test
           
       
   

2. idea安装JMH插件

   [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-nfWXJ9r5-1651679078535)(C:Users27901AppDataRoamingTyporatypora-user-imagesimage-20220502123707707.png)]

3. 由于用到了注解，打开运行程序注解配置

   compiler -> Annotation Processors -> Enable Annotation Processing

4. 定义需要测试类PS (ParallelStream)

   在这个类中，并行处理流的一个程序，定义了一个list集合，然后往这个集合里扔了1000个数。写了一个方法来判断这个数到底是不是一个质数。写了两个方法，第一个是用forEach来判断我们这1000个数里到底有谁是质数；第二个是使用了并行处理流，这个forEach的方法就只有单线程里面执行，挨着从头拿到尾，从0拿到1000，但是并行处理的时候会有多个线程采用ForkJoin的方式来把里面的数分成好几份并行的尽兴处理。一种是串行处理，一种是并行处理，对这两个方法进行性能测试。

   public class PS {
   
   	static List nums = new ArrayList<>();
   	static {
   		Random r = new Random();
   		for (int i = 0; i < 10000; i++) nums.add(1000000 + r.nextInt(1000000));
   	}
   
   	static void foreach() {
   		nums.forEach(v->isPrime(v));
   	}
   
   	static void parallel() {
   		nums.parallelStream().forEach(PS::isPrime);
   	}
   	
   	static boolean isPrime(int num) {
   		for(int i=2; i<=num/2; i++) {
   			if(num % i == 0) return false;
   		}
   		return true;
   	}
   }
   

5. 写单元测试

   这个测试类一定要在test package下面

   我对这个方法进行测试testForEach，很简单我就调用PS这个类的foreach就行了，对它测试最关键的是我加了这个注解@Benchmark，这个是JMH的注解，是要被JMH来解析处理的，这也是我们为么要把那个Annotation Processing给设置上的原因，非常简单，你只要加上注解就可以对这个方法进行微基准测试了，点击右键直接run。

   public class PSTest {
    @Benchmark
    @Fork(5)//意思是用多少个线程去执行我们的程序
    @BenchmarkMode(Mode.Throughput)//是对基准测试的一个模式，这个模式用的最多的是Throughput吞吐量
    @Measurement(iterations=1, time=3)//是整个测试要测试多少遍，调用这个方法要调用多少次
    public void testForEach() {
   //        PS.foreach();
        PS.parallel();
    }
   }
   

6. Run配置，运行访问环境变量。

   RunConfiguration -> Environment Variables -> include system environment viables

7. 测试结果

   foreach方法，可以看到其每秒能执行0.768 ± 0.010次

   Benchmark            Mode  Cnt  Score   Error  Units
   PSTest.testForEach  thrpt   25  0.768 ± 0.010  ops/s
   

   parallel方法，可以看到其每秒能执行5.885 ± 1.483次

   Benchmark            Mode  Cnt  Score   Error  Units
   PSTest.testForEach  thrpt    5  5.885 ± 1.483  ops/s
   

1. Warmup
   预热，由于JVM中对于特定代码会存在优化（本地化），预热对于测试结果很重要
2. Mesurement
   总共执行多少次测试
3. Threads
   线程数，由fork指定
4. Benchmark mode
   基准测试的模式
5. Benchmark
   测试哪一段代码

本文是用JMH对一个方法的吞吐量进行了性能测试，作为JMH的入门例子。实际JMH还有很多用法，进一步探索可以去看官方的例子。

官方样例：
http://hg.openjdk.java.net/code-tools/jmh/file/tip/jmh-samples/src/main/java/org/openjdk/jmh/samples/