6 способов быстро подсчитать время выполнения кода, реально ароматные!

Java оптимизация производительности
6 способов быстро подсчитать время выполнения кода, реально ароматные!

Нам часто нужно тестировать время выполнения некоторых кодов в повседневной разработке, но мы не хотим использовать такую ​​сложную тестовую среду, как JMH (Java Microbenchmark Harness, Java Microbenchmark Test Suite), поэтому в этой статье приведены некоторые из наиболее часто используемых тестов. используемое время выполнения в статистических методах Java, включая в общей сложности следующие 6 видов, как показано на следующем рисунке:

image.png

Метод 1: System.currentTimeMillis

Этот метод является встроенным методом в Java, использующимSystem#currentTimeMillisПример кода для подсчета времени выполнения (статистическая единица: миллисекунды):

public class TimeIntervalTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 开始时间
        long stime = System.currentTimeMillis();
        // 执行时间（1s）
        Thread.sleep(1000);
        // 结束时间
        long etime = System.currentTimeMillis();
        // 计算执行时间
        System.out.printf("执行时长：%d 毫秒.", (etime - stime));
    }
}

Результат выполнения вышеуказанной программы:

Время выполнения: 1000 мс.

Способ 2: System.nanoTime

Этот метод является встроенным методом в Java, использующимSystem#nanoTimeдля подсчета времени выполнения (статистическая единица: наносекунды), его метода выполнения иSystem#currentTimeMillisТочно так же пример кода выглядит следующим образом:

public class TimeIntervalTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 开始时间
        long stime = System.nanoTime();
        // 执行时间（1s）
        Thread.sleep(1000);
        // 结束时间
        long etime = System.nanoTime();
        // 计算执行时间
        System.out.printf("执行时长：%d 纳秒.", (etime - stime));
    }
}

Результат выполнения вышеуказанной программы:

Время выполнения: 1000769200 наносекунд.

Совет: 1 миллисекунда = 1 миллиону наносекунд.

Способ 3: новая дата

Этот метод также является встроенным методом Java, перед началом выполненияnew Date()Создать объект текущего времени после завершения выполненияnew Date()Одно текущее время выполнения, а затем еще дваDateИнтервал времени , пример кода выглядит следующим образом:

import java.util.Date;

public class TimeIntervalTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 开始时间
        Date sdate = new Date();
        // 执行时间（1s）
        Thread.sleep(1000);
        // 结束时间
        Date edate = new Date();
        //  统计执行时间（毫秒）
        System.out.printf("执行时长：%d 毫秒." , (edate.getTime() - sdate.getTime())); 
    }
}

Результат выполнения вышеуказанной программы:

Время выполнения: 1000 мс.

Способ 4: весенний секундомер

Если мы используем проект Spring или Spring Boot, мы можем использовать его непосредственно в проекте.StopWatchобъект для подсчета времени выполнения кода, пример кода выглядит следующим образом:

StopWatch stopWatch = new StopWatch();
// 开始时间
stopWatch.start();
// 执行时间（1s）
Thread.sleep(1000);
// 结束时间
stopWatch.stop();
// 统计执行时间（秒）
System.out.printf("执行时长：%d 秒.%n", stopWatch.getTotalTimeSeconds()); // %n 为换行
// 统计执行时间（毫秒）
System.out.printf("执行时长：%d 毫秒.%n", stopWatch.getTotalTimeMillis()); 
// 统计执行时间（纳秒）
System.out.printf("执行时长：%d 纳秒.%n", stopWatch.getTotalTimeNanos());

Результат выполнения вышеуказанной программы:

Время выполнения: 0,9996313 секунды.

Время выполнения: 999 мс.

Время выполнения: 999631300 наносекунд.

Советы. Время выполнения метода Thread#sleep немного отличается, обычно оно составляет около 1 с.

Способ 5: секундомер commons-lang3

Если мы используем общий проект, то мы можем использовать Apache commons-lang3StopWatchобъект для реализации статистики времени, сначала добавьте зависимость commons-lang3:

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.apache.commons/commons-lang3 -->
<dependency>
  <groupId>org.apache.commons</groupId>
  <artifactId>commons-lang3</artifactId>
  <version>3.10</version>
</dependency>

Затем напишите код статистики времени:

import org.apache.commons.lang3.time.StopWatch;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class TimeIntervalTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        StopWatch stopWatch = new StopWatch();
        // 开始时间
        stopWatch.start();
        // 执行时间（1s）
        Thread.sleep(1000);
        // 结束时间
        stopWatch.stop();
        // 统计执行时间（秒）
        System.out.println("执行时长：" + stopWatch.getTime(TimeUnit.SECONDS) + " 秒.");
        // 统计执行时间（毫秒）
        System.out.println("执行时长：" + stopWatch.getTime(TimeUnit.MILLISECONDS) + " 毫秒.");
        // 统计执行时间（纳秒）
        System.out.println("执行时长：" + stopWatch.getTime(TimeUnit.NANOSECONDS) + " 纳秒.");
    }
}

Результат выполнения вышеуказанной программы:

Время выполнения: 1 секунда.

Время выполнения: 1000 мс.

Время выполнения: 1000555100 наносекунд.

Способ 6: секундомер из гуавы

В дополнение к Apache commons-lang3, существует также широко используемый инструментарий Java, которым является Google Guava, который также включен в Guava.StopwatchКласс статистики. Сначала добавьте зависимости Guava:

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.google.guava/guava -->
<dependency>
  <groupId>com.google.guava</groupId>
  <artifactId>guava</artifactId>
  <version>29.0-jre</version>
</dependency>

Затем напишите код статистики времени:

import com.google.common.base.Stopwatch;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class TimeIntervalTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 创建并启动计时器
        Stopwatch stopwatch = Stopwatch.createStarted();
        // 执行时间（1s）
        Thread.sleep(1000);
        // 停止计时器
        stopwatch.stop();
        // 执行时间（单位：秒）
        System.out.printf("执行时长：%d 秒. %n", stopwatch.elapsed().getSeconds()); // %n 为换行
        // 执行时间（单位：毫秒）
        System.out.printf("执行时长：%d 豪秒.", stopwatch.elapsed(TimeUnit.MILLISECONDS));
    }
}

Результат выполнения вышеуказанной программы:

Время выполнения: 1 секунда.

Время выполнения: 1000 мс.

Принципиальный анализ

В этой статье мы анализируем исходный код Guava Spring и Google.StopWatchКак реализуется базовый объект?

1. Анализ принципа Spring StopWatch

Основной исходный код StopWatch в Spring выглядит следующим образом:

package org.springframework.util;

import java.text.NumberFormat;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import org.springframework.lang.Nullable;

public class StopWatch {
    private final String id;
    private boolean keepTaskList;
    private final List<StopWatch.TaskInfo> taskList;
    private long startTimeNanos;
    @Nullable
    private String currentTaskName;
    @Nullable
    private StopWatch.TaskInfo lastTaskInfo;
    private int taskCount;
    private long totalTimeNanos;

    public StopWatch() {
        this("");
    }

    public StopWatch(String id) {
        this.keepTaskList = true;
        this.taskList = new LinkedList();
        this.id = id;
    }

    public String getId() {
        return this.id;
    }

    public void setKeepTaskList(boolean keepTaskList) {
        this.keepTaskList = keepTaskList;
    }

    public void start() throws IllegalStateException {
        this.start("");
    }

    public void start(String taskName) throws IllegalStateException {
        if (this.currentTaskName != null) {
            throw new IllegalStateException("Can't start StopWatch: it's already running");
        } else {
            this.currentTaskName = taskName;
            this.startTimeNanos = System.nanoTime();
        }
    }

    public void stop() throws IllegalStateException {
        if (this.currentTaskName == null) {
            throw new IllegalStateException("Can't stop StopWatch: it's not running");
        } else {
            long lastTime = System.nanoTime() - this.startTimeNanos;
            this.totalTimeNanos += lastTime;
            this.lastTaskInfo = new StopWatch.TaskInfo(this.currentTaskName, lastTime);
            if (this.keepTaskList) {
                this.taskList.add(this.lastTaskInfo);
            }

            ++this.taskCount;
            this.currentTaskName = null;
        }
    }
    // .... 忽略其他代码
}

из вышеперечисленногоstart() иstop()Как видно из исходного кода, суть реализации статистики времени в Spring заключается в использовании Java встроенный методSystem.nanoTime()быть реализованным.

2. Анализ принципа действия Google Stopwatch

Google StopwatchОсновной исходный код реализации выглядит следующим образом:

public final class Stopwatch {
    private final Ticker ticker;
    private boolean isRunning;
    private long elapsedNanos;
    private long startTick;
    @CanIgnoreReturnValue
    public Stopwatch start() {
        Preconditions.checkState(!this.isRunning, "This stopwatch is already running.");
        this.isRunning = true;
        this.startTick = this.ticker.read();
        return this;
    }

    @CanIgnoreReturnValue
    public Stopwatch stop() {
        long tick = this.ticker.read();
        Preconditions.checkState(this.isRunning, "This stopwatch is already stopped.");
        this.isRunning = false;
        this.elapsedNanos += tick - this.startTick;
        return this;
    }
    // 忽略其他源码...
}

Как видно из приведенного выше исходного кодаStopwatchобъект называетсяtickerкласс для реализации временной статистики, затем мы вводимtickerИсходный код реализации класса:

public abstract class Ticker {
    private static final Ticker SYSTEM_TICKER = new Ticker() {
        public long read() {
            return Platform.systemNanoTime();
        }
    };
    protected Ticker() {
    }
    public abstract long read();
    public static Ticker systemTicker() {
        return SYSTEM_TICKER;
    }
}
final class Platform {
    private static final Logger logger = Logger.getLogger(Platform.class.getName());
    private static final PatternCompiler patternCompiler = loadPatternCompiler();

    private Platform() {
    }

    static long systemNanoTime() {
        return System.nanoTime();
    }
    // 忽略其他源码...
}

Из приведенного выше исходного кода видно, что GoogleStopwatchСуть реализации статистики времени заключается в вызове встроенной функции JavaSystem.nanoTime()быть реализованным.

в заключении

для всех фреймворковStopWatchДругими словами, нижний уровень встроен вызовом JavaSystem.nanoTime()Получите два значения времени, время начала и время окончания, а затем подсчитайте время выполнения, вычитая время начала из времени окончания.

Суммировать

В этой статье представлены 6 способов реализации статистики кода, 3 из которых являются встроенными методами в Java:

  • System.currentTimeMillis()
  • System.nanoTime()
  • new Date()

Он также представляет счетчики времени трех часто используемых фреймворков spring, commons-langs3 и guava.StopWatch.

Рекомендуется использовать любые фреймворки, такие как spring, commons-langs3 и guava, когда они не используются.System.currentTimeMillis()илиSystem.nanoTime()Для достижения статистики кода, в противном случае рекомендуется использовать напрямуюStopWatchобъект для подсчета времени выполнения.

Расширение знаний — секундомер делает статистику более удобной

StopWatchСмысл существования в том, чтобы упростить статистику кода, например, в ГуавеStopWatchПример использования следующий:

import com.google.common.base.Stopwatch;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class TimeIntervalTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 创建并启动计时器
        Stopwatch stopwatch = Stopwatch.createStarted();
        // 执行时间（1s）
        Thread.sleep(1000);
        // 停止计时器
        stopwatch.stop();
        // 执行统计
        System.out.printf("执行时长：%d 毫秒. %n",
                stopwatch.elapsed(TimeUnit.MILLISECONDS));
        // 清空计时器
        stopwatch.reset();
        // 再次启动统计
        stopwatch.start();
        // 执行时间（2s）
        Thread.sleep(2000);
        // 停止计时器
        stopwatch.stop();
        // 执行统计
        System.out.printf("执行时长：%d 秒. %n",
                stopwatch.elapsed(TimeUnit.MILLISECONDS));
    }
}

мы можем использоватьStopwatchОбъект подсчитывает время выполнения нескольких фрагментов кода, а также может напрямую подсчитывать соответствующий интервал времени, указав тип времени.Например, мы можем указать статистическую единицу времени, такую ​​как секунды, миллисекунды, наносекунды и другие типы.

Расширение знаний — секундомер делает статистику более удобной

StopWatchСмысл существования в том, чтобы упростить статистику кода, например, в ГуавеStopWatchПример использования следующий:

import com.google.common.base.Stopwatch;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class TimeIntervalTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 创建并启动计时器
        Stopwatch stopwatch = Stopwatch.createStarted();
        // 执行时间（1s）
        Thread.sleep(1000);
        // 停止计时器
        stopwatch.stop();
        // 执行统计
        System.out.printf("执行时长：%d 毫秒. %n",
                stopwatch.elapsed(TimeUnit.MILLISECONDS));
        // 清空计时器
        stopwatch.reset();
        // 再次启动统计
        stopwatch.start();
        // 执行时间（2s）
        Thread.sleep(2000);
        // 停止计时器
        stopwatch.stop();
        // 执行统计
        System.out.printf("执行时长：%d 秒. %n",
                stopwatch.elapsed(TimeUnit.MILLISECONDS));
    }
}

мы можем использоватьStopwatchОбъект подсчитывает время выполнения нескольких фрагментов кода, а также может напрямую подсчитывать соответствующий интервал времени, указав тип времени.Например, мы можем указать статистическую единицу времени, такую ​​как секунды, миллисекунды, наносекунды и другие типы.

Интерактивная тема

Кроме вышеперечисленных методов сравнения, знаете ли вы другие методы сравнения? Дополнительные комментарии приветствуются в области комментариев.

Обратите внимание на общественный номер»Сообщество китайского языка Java"Подпишитесь, чтобы узнать больше.

Категории