JMH 如何测量低于粒度值的执行时间？

Question

所以我正在尝试使用微基准测试，选择了 JMH，阅读了一些文章。 JMH 如何测量低于系统计时器 g运行ularity 的方法的执行？

更详细的解释：

这些是我的基准运行（方法名称不言自明）：

import org.openjdk.jmh.annotations.*;
import org.openjdk.jmh.infra.Blackhole;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

@BenchmarkMode(Mode.AverageTime)
@OutputTimeUnit(TimeUnit.NANOSECONDS)
@State(Scope.Thread)
@Warmup(iterations = 10, time = 200, timeUnit = TimeUnit.NANOSECONDS)
@Measurement(iterations = 20, time = 200, timeUnit = TimeUnit.NANOSECONDS)
public class RandomBenchmark {

    public long lastValue;

    @Benchmark
    @Fork(1)
    public void blankMethod() {
    }

    @Benchmark
    @Fork(1)
    public void simpleMethod(Blackhole blackhole) {
        int i = 0;
        blackhole.consume(i++);
    }

    @Benchmark
    @Fork(1)
    public void granularityMethod(Blackhole blackhole) {
        long initialTime = System.nanoTime();
        long measuredTime;
        do {
            measuredTime = System.nanoTime();
        } while (measuredTime == initialTime);
        blackhole.consume(measuredTime);
    }
}

结果如下：

# Run complete. Total time: 00:00:02

Benchmark                          Mode  Cnt    Score    Error  Units
RandomBenchmark.blankMethod        avgt   20    0,887 ?  0,274  ns/op
RandomBenchmark.granularityMethod  avgt   20  407,002 ? 26,297  ns/op
RandomBenchmark.simpleMethod       avgt   20    6,979 ?  0,743  ns/op

目前运行在 Windows 7 上，正如各种文章中所描述的那样，它具有很大的 g运行粒度 (407 ns)。检查下面的基本代码，它确实是新的定时器值每 ~400ns 出现一次：

    final int sampleSize = 100;
    long[] timeMarks = new long[sampleSize];
    for (int i=0; i < sampleSize; i++) {
        timeMarks[i] = System.nanoTime();
    }
    for (long timeMark : timeMarks) {
        System.out.println(timeMark);
    }

很难完全理解生成的方法究竟是如何工作的，但通过反编译的 JMH 生成代码来看，它似乎在执行前后使用相同的 System.nanoTime() 并测量差异。当 g运行ularity 为 400 ns 时，它如何能够测量几纳秒的方法执行？

Answer 1

你完全正确。您无法测量比系统计时器粒度更快的东西。

JMH 不测量基准方法的每次调用。它在迭代开始前调用 System.nanotime() ，执行基准方法 X 次并在迭代后再次调用 System.nanotime() 。结果是时间差/操作数（您可能在方法上指定每次调用 @OperationsPerInvocation 超过 1 个操作）。

Aleksey Shipilev 在他的文章 Nanotrusting the Nanotime 中讨论了 Nanotime 的测量问题。 'Latency' 部分包含一个代码示例，展示了 JMH 如何测量一个基准迭代。

JMH 如何测量低于粒度值的执行时间？

How JMH measures execution time below granularity value?

java

jmh