为什么JMH对不同的实现显示相同的结果

Question

JMH 对不同的方法显示相同的结果，无论这些方法是否包含任何代码。

示例 1：要测试的空方法

public class MyBenchmark {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        org.openjdk.jmh.Main.main(args);
    }
    @Fork(value = 1, warmups = 0)
    @Benchmark
    @BenchmarkMode(Mode.AverageTime)
    @Warmup(iterations = 5)
    public String run() {
        return "done";
    }
}

运行此代码的结果是 1e-8 s/op。

示例2：方法有一些工作要做：

public class MyBenchmark {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
            list.add(i);
        }
        org.openjdk.jmh.Main.main(args);
    }
    private static List<Integer> list = new ArrayList<>();
    @Fork(value = 1, warmups = 0)
    @Benchmark
    @BenchmarkMode(Mode.AverageTime)
    @Warmup(iterations = 5)
    public String run() {
        List<Integer> copy = new ArrayList<>();
        for (Integer item : list) {
            copy.add(item);
        }
        return "done";
    }
}

结果是一样的：1e-8 s/op。

因此，基准测试显然不起作用。可能出了什么问题？

Answer 1

您使用的时间刻度不正确 - 每个操作的秒数。对于您的无操作测试来说，它似乎太大了。只需将以下参数@OutputTimeUnit(TimeUnit.NANOSECONDS)添加到测试中：

import org.openjdk.jmh.annotations.*;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class MyBenchmark {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        org.openjdk.jmh.Main.main(args);
    }
    @Fork(value = 1, warmups = 0)
    @Benchmark
    @BenchmarkMode(Mode.AverageTime)
    @Warmup(iterations = 5)
    @OutputTimeUnit(TimeUnit.NANOSECONDS)
    public String run() {
        return "done";
    }
}

结果如下：

# Run complete. Total time: 00:00:25
Benchmark        Mode  Cnt  Score   Error  Units
MyBenchmark.run  avgt   20  5.390 ± 0.264  ns/op

关于您的第二个示例，它几乎包含所有可能的问题/陷阱：

• 死代码消除 - JVM足够智能，可以检测没有副作用的循环并将其从方法主体中删除。
• 测量错误
• 初始化不正确 - JMH 具有特殊的注释Setup和State，用于正确的基准初始化

这是您示例的"正确"版本(我刚刚删除了遗忘的错误(：

import org.openjdk.jmh.annotations.*;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
@State(Scope.Benchmark)
@Fork(value = 1)
public class MyBenchmark {
    private List<Integer> list;
    @Setup
    public void init() {
        list = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
            list.add(i);
        }
    }
    @Benchmark
    @BenchmarkMode(Mode.AverageTime)
    @Warmup(iterations = 5)
    @OutputTimeUnit(TimeUnit.NANOSECONDS)
    public Object run() {
        List<Integer> copy = new ArrayList<>();
        for (Integer item : list) {
            copy.add(item);
        }
        return copy;
    }
}

有延迟：

# Run progress: 0.00% complete, ETA 00:00:25
# Fork: 1 of 1
# Warmup Iteration   1: 2488116493.000 ns/op
# Warmup Iteration   2: 201271178.600 ns/op

为了了解微基准测试的所有可能问题，请阅读以下示例。