Java-執行時間

Question

我有以下代碼：

public static void main(String[] args) {

    long f = System.nanoTime();

    int a = 10 + 10;

    long s =System.nanoTime();

    System.out.println(s - f);

    long g = System.nanoTime();

    int b = 10 + 10 + 10 + 10 + 10 + 10 + 10 + 10 + 10 + 10 + 10 + 10;

    long h =System.nanoTime();

    System.out.println(h - g);

}

輸出結果：
測試1：

427
300

測試2：

533
300

測試3：

431
398

根據我的測試場景，為什么int b = 10 + 10 + 10 + 10 + 10 + 10 + 10 + 10 + 10 + 10 + 10 + 10; 比int a = 10 + 10;執行得更快int a = 10 + 10; ？

Answer 1

眾所周知，微基准測試很難做到正確，特別是在Java等“智能”語言中，編譯器和Hotspot可以進行很多優化。 幾乎可以肯定，您沒有測試自己認為要測試的內容。 閱讀《 有缺陷的微基准測試的解剖》以獲取更多詳細信息和示例（這是一篇相當古老的文章，但是原理仍然有效）。

在這種特殊情況下，我馬上就能看到至少三個問題：

• 該代碼根本不會執行任何加法運算，因為編譯器將為變量分配其編譯時常量值。 （即好像您的代碼讀取int a = 20; int b = 120; ）
• 在大多數系統上， nanoTime的粒度很高。 加上操作系統的負載，這將意味着您在測量中的實驗誤差遠大於結果本身的大小。
• 即使發生了添加，您也沒有“預熱” VM。 通常，由於這個原因，您放第二個操作都會更快。

潛伏着更多的潛在危害。

故事的寓意是在現實條件下測試您的代碼 ，以查看其行為方式。 孤立地測試小部分代碼並假定總體性能將是這些部分的總和，這絕對不准確。

Answer 2

首先 。 Java編譯器執行常量表達式的優化，因此您的代碼在編譯時將轉換為：

int b = 120;

結果，JVM幾乎同時執行了對a=20和b=120分配。

第二 。 您對大型系統進行簡短測量（我的意思是包括操作系統，交換進程，另一個運行進程...的整個計算機）。 因此，您可以在非常短的時間內獲得隨機系統的快照。 這就是為什么你不能推斷真或假的那a任務是要快b 。 為了證明這一點，您必須將代碼測量置於相當大的循環中-大約重復進行1,000,000次。 如此大的重復次數可以讓您放寬期望（從這個詞的數學意義上來說）

Answer 3

這不是衡量性能的正確方法。

首先，不要測量這么小的代碼。 而是像@NilsH所建議的那樣調用它數百萬次，然后通過將經過的時間除以調用次數來獲得平均時間。

其次，JVM可能會對您的代碼執行優化，因此您需要給它一個“熱身”時間。 在開始測量之前，使數百萬人“不運行”，而根本不計時間。