JMH: Java基准测试工具套件

源链接：https://www.jianshu.com/p/0da2988b9846

JMH简介
官网：http://openjdk.java.net/projects/code-tools/jmh/

简介：JMH is a Java harness for building, running, and analysing nano/micro/milli/macro benchmarks written in Java and other languages targetting the JVM，由简介可知，JMH不止能对Java语言做基准测试，还能对运行在JVM上的其他语言做基准测试。而且可以分析到纳秒级别。

推荐用法
官方推荐创建一个独立的Maven工程来运行JMH基准测试，这样更能确保结果的准确性。当然也可以在已存在的工程中，或者在IDE上运行，但是越复杂，结果越不可靠（more complex and the results are less reliable）。

简单实用
推荐用法通过命令行创建，构建和运行JMH基准测试。

JMH和jMeter的不同
JMH和jMeter的使用场景还是有很大的不同的，jMeter更多的是对rest api进行压测，而JMH关注的粒度更细，它更多的是发现某块性能槽点代码，然后对优化方案进行基准测试对比。比如json序列化方案对比，bean copy方案对比，文中提高的洗牌算法对比等。

setup
生成一个新的JMH工程的maven命令如下：

压测代码
默认生成的MyBenchmark.java源码如下，testMethod()中就是你要压测的代码，下面是笔者要压测的洗牌算法:

@Warmup(iterations = 5, time = 1, timeUnit = TimeUnit.SECONDS)
@Measurement(iterations = 5, time = 1, timeUnit = TimeUnit.SECONDS)
@Fork(1)
@BenchmarkMode(Mode.AverageTime)
@OutputTimeUnit(TimeUnit.NANOSECONDS)
public class MyBenchmark {

    @GenerateMicroBenchmark
    public List<Integer> testMethod() {
        int cardCount = 54;
        List<Integer> cardList = new ArrayList<Integer>();
        for (int i=0; i<cardCount; i++){
            cardList.add(i);
        }
        // 洗牌算法
        Random random = new Random();
        for (int i=0; i<cardCount; i++) {
            int rand = random.nextInt(cardCount);
            Collections.swap(cardList, i, rand);
        }
        return cardList;
    }

}

build
写完代码接下来就是构建并打包，在pom.xml所在目录执行如下命令：

mvn clean package

run

java -jar target/microbenchmarks.jar

输出结果：

# Run progress: 0.00% complete, ETA 00:00:10
# VM invoker: C:\Program Files\Java\jre1.8.0_181\bin\java.exe
# VM options: <none>
# Fork: 1 of 1
# Warmup: 5 iterations, 1 s each
# Measurement: 5 iterations, 1 s each
# Threads: 1 thread, will synchronize iterations
# Benchmark mode: Average time, time/op
# Benchmark: com.afei.jmh.MyBenchmark.testMethod
# Warmup Iteration   1: 1133.738 ns/op
# Warmup Iteration   2: 1169.750 ns/op
# Warmup Iteration   3: 1066.204 ns/op
# Warmup Iteration   4: 1086.300 ns/op
# Warmup Iteration   5: 1145.228 ns/op
Iteration   1: 1045.157 ns/op
Iteration   2: 1064.303 ns/op
Iteration   3: 1064.227 ns/op
Iteration   4: 1053.979 ns/op
Iteration   5: 1055.718 ns/op

Result : 1056.677  ±(99.9%) 30.809 ns/op
  Statistics: (min, avg, max) = (1045.157, 1056.677, 1064.303), stdev = 8.001
  Confidence interval (99.9%): [1025.868, 1087.486]

Benchmark                        Mode   Samples         Mean   Mean error    Units
c.a.j.MyBenchmark.testMethod     avgt         5     1056.677       30.809    ns/op

参数解读：

@Warmup(iterations = 5, time = 1, timeUnit = TimeUnit.SECONDS)。所以，基准测试后对代码预热总计5秒（迭代5次，每次1秒）。预热对于压测来说非常非常重要，如果没有预热过程，压测结果会很不准确。

@Measurement(iterations = 5, time = 1, timeUnit = TimeUnit.SECONDS)，表示循环运行5次，总计5秒时间。

@Fork这个注解表示fork多少个线程运行基准测试，如果@Fork(1)，那么就是一个线程，这时候就是同步模式。

基准测试模式申明为：@BenchmarkMode(Mode.AverageTime)搭配@OutputTimeUnit(TimeUnit.NANOSECONDS)（可选基准测试模式通过枚举Mode得到），笔者的示例是AverageTime，即表示每次操作需要的平均时间，而OutputTimeUnit申明为纳秒，所以基准测试单位是ns/op，即每次操作的纳秒单位平均时间。