别再写main方法测试了，太Low！这才是专业Java测试方法

　　在日常开发中，我们对一些代码的调用或者工具的使用会存在多种选择方式，在不确定他们性能的时候，我们首先想要做的就是去测量它。大多数时候，我们会简单的采用多次计数的方式来测量，来看这个方法的总耗时。
　　但是，如果熟悉JVM类加载机制的话，应该知道JVM默认的执行模式是JIT编译与解释混合执行。JVM通过热点代码统计分析，识别高频方法的调用、循环体、公共模块等，基于JIT动态编译技术，会将热点代码转换成机器码，直接交给CPU执行。
　　也就是说，JVM会不断的进行编译优化，这就使得很难确定重复多少次才能得到一个稳定的测试结果？所以，很多有经验的同学会在测试代码前写一段预热的逻辑。
　　JMH，全称 Java Microbenchmark Harness (微基准测试框架），是专门用于Java代码微基准测试的一套测试工具API，是由 OpenJDK/Oracle 官方发布的工具。何谓 Micro Benchmark 呢？简单地说就是在 method 层面上的 benchmark，精度可以精确到微秒级。
　　Java的基准测试需要注意的几个点：  测试前需要预热。  防止无用代码进入测试方法中。  并发测试。  测试结果呈现。
　　JMH的使用场景：  定量分析某个热点函数的优化效果  想定量地知道某个函数需要执行多长时间，以及执行时间和输入变量的相关性  对比一个函数的多种实现方式
　　本篇主要是介绍JMH的DEMO演示，和常用的注解参数。希望能对你起到帮助。  DEMO 演示
　　这里先演示一个DEMO，让不了解JMH的同学能够快速掌握这个工具的大概用法。  1. 测试项目构建
　　JMH是内置Java9及之后的版本。这里是以Java8进行说明。
　　为了方便，这里直接介绍使用maven构建JMH测试项目的方式。
　　第一种是使用命令行构建，在指定目录下执行以下命令：  $ mvn archetype:generate            -DinteractiveMode=false            -DarchetypeGroupId=org.openjdk.jmh            -DarchetypeArtifactId=jmh-java-benchmark-archetype            -DgroupId=org.sample            -DartifactId=test            -Dversion=1.0
　　对应目录下会出现一个test项目，打开项目后我们会看到这样的项目结构。
　　第二种方式就是直接在现有的maven项目中添加 jmh-core 和jmh-generator-annprocess 的依赖来集成JMH。                 org.openjdk.jmh             jmh-core             ${jmh.version}                               org.openjdk.jmh             jmh-generator-annprocess             ${jmh.version}             provided          2. 编写性能测试
　　这里我以测试LinkedList 通过index 方式迭代和foreach 方式迭代的性能差距为例子，编写测试类，涉及到的注解在之后会讲解，  /**  * @author Richard_yyf  * @version 1.0 2019/8/27  */  @State(Scope.Benchmark) @OutputTimeUnit(TimeUnit.SECONDS) @Threads(Threads.MAX) public class LinkedListIterationBenchMark {  private static final int SIZE = 10000;      private List list = new LinkedList<>();          @Setup     public void setUp() {         for (int i = 0; i < SIZE; i++) {             list.add(String.valueOf(i));         }     }      @Benchmark     @BenchmarkMode(Mode.Throughput)     public void forIndexIterate() {         for (int i = 0; i < list.size(); i++) {             list.get(i);             System.out.print(＂＂);         }     }      @Benchmark     @BenchmarkMode(Mode.Throughput)     public void forEachIterate() {         for (String s : list) {             System.out.print(＂＂);         }     } } 3. 执行测试
　　运行  JMH  基准测试有两种方式，一个是生产jar文件运行，另一个是直接写main函数或者放在单元测试中执行。
　　生成jar文件的形式主要是针对一些比较大的测试，可能对机器性能或者真实环境模拟有一些需求，需要将测试方法写好了放在linux环境执行。具体命令如下  $ mvn clean install $ java -jar target/benchmarks.jar
　　我们日常中遇到的一般是一些小测试，比如我上面写的例子，直接在IDE中跑就好了。启动方式如下：   public static void main(String[] args) throws RunnerException {         Options opt = new OptionsBuilder()                 .include(LinkedListIterationBenchMark.class.getSimpleName())                 .forks(1)                 .warmupIterations(2)                 .measurementIterations(2)              .output(＂E:/Benchmark.log＂)                 .build();          new Runner(opt).run();     } 4. 报告结果
　　输出结果如下，
　　最后的结果：  Benchmark                                      Mode  Cnt     Score   Error  Units LinkedListIterationBenchMark.forEachIterate   thrpt    2  1192.380          ops/s LinkedListIterationBenchMark.forIndexIterate  thrpt    2   206.866          ops/s
　　整个过程：  # Detecting actual CPU count: 12 detected # JMH version: 1.21 # VM version: JDK 1.8.0_131, Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM, 25.131-b11 # VM invoker: C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrebinjava.exe # VM options: -javaagent:D:Program FilesJetBrainsIntelliJ IDEA 2018.2.2libidea_rt.jar=65175:D:Program FilesJetBrainsIntelliJ IDEA 2018.2.2bin -Dfile.encoding=UTF-8 # Warmup: 2 iterations, 10 s each # Measurement: 2 iterations, 10 s each # Timeout: 10 min per iteration # Threads: 12 threads, will synchronize iterations # Benchmark mode: Throughput, ops/time # Benchmark: org.sample.jmh.LinkedListIterationBenchMark.forEachIterate  # Run progress: 0.00% complete, ETA 00:01:20 # Fork: 1 of 1 # Warmup Iteration   1: 1189.267 ops/s # Warmup Iteration   2: 1197.321 ops/s Iteration   1: 1193.062 ops/s Iteration   2: 1191.698 ops/s   Result ＂org.sample.jmh.LinkedListIterationBenchMark.forEachIterate＂:   1192.380 ops/s   # JMH version: 1.21 # VM version: JDK 1.8.0_131, Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM, 25.131-b11 # VM invoker: C:Program FilesJavajdk1.8.0_131jrebinjava.exe # VM options: -javaagent:D:Program FilesJetBrainsIntelliJ IDEA 2018.2.2libidea_rt.jar=65175:D:Program FilesJetBrainsIntelliJ IDEA 2018.2.2bin -Dfile.encoding=UTF-8 # Warmup: 2 iterations, 10 s each # Measurement: 2 iterations, 10 s each # Timeout: 10 min per iteration # Threads: 12 threads, will synchronize iterations # Benchmark mode: Throughput, ops/time # Benchmark: org.sample.jmh.LinkedListIterationBenchMark.forIndexIterate  # Run progress: 50.00% complete, ETA 00:00:40 # Fork: 1 of 1 # Warmup Iteration   1: 205.676 ops/s # Warmup Iteration   2: 206.512 ops/s Iteration   1: 206.542 ops/s Iteration   2: 207.189 ops/s   Result ＂org.sample.jmh.LinkedListIterationBenchMark.forIndexIterate＂:   206.866 ops/s   # Run complete. Total time: 00:01:21  REMEMBER: The numbers below are just data. To gain reusable insights, you need to follow up on why the numbers are the way they are. Use profilers (see -prof, -lprof), design factorial experiments, perform baseline and negative tests that provide experimental control, make sure the benchmarking environment is safe on JVM/OS/HW level, ask for reviews from the domain experts. Do not assume the numbers tell you what you want them to tell.  Benchmark                                      Mode  Cnt     Score   Error  Units LinkedListIterationBenchMark.forEachIterate   thrpt    2  1192.380          ops/s LinkedListIterationBenchMark.forIndexIterate  thrpt    2   206.866          ops/s 注解介绍
　　下面我们来详细介绍一下相关的注解，  @BenchmarkMode
　　微基准测试类型。 JMH  提供了以下几种类型进行支持：
　　类型描述  Throughput每段时间执行的次数，一般是秒 AverageTime平均时间，每次操作的平均耗时  SampleTime在测试中，随机进行采样执行的时间 SingleShotTime在每次执行中计算耗时  All所有模式
　　可以注释在方法级别，也可以注释在类级别，  @BenchmarkMode(Mode.All) public class LinkedListIterationBenchMark {  ... } @Benchmark @BenchmarkMode({Mode.Throughput, Mode.SingleShotTime}) public void m() {  ... } @Warmup
　　这个单词的意思就是预热， iterations = 3 就是指预热轮数。 @Benchmark @BenchmarkMode({Mode.Throughput, Mode.SingleShotTime}) @Warmup(iterations = 3) public void m() {  ... } @Measurement
　　正式度量计算的轮数。  iterations  进行测试的轮次 time  每轮进行的时长 timeUnit 时长单位 @Benchmark @BenchmarkMode({Mode.Throughput, Mode.SingleShotTime}) @Measurement(iterations = 3) public void m() {  ... } @Threads
　　每个进程中的测试线程。  @Threads(Threads.MAX) public class LinkedListIterationBenchMark {  ... } @Fork
　　进行 fork 的次数。如果 fork 数是3的话，则 JMH 会 fork 出3个进程来进行测试。  @Benchmark @BenchmarkMode({Mode.Throughput, Mode.SingleShotTime}) @Fork(value = 3) public void m() {  ... } @OutputTimeUnit
　　基准测试结果的时间类型。一般选择秒、毫秒、微秒。  @OutputTimeUnit(TimeUnit.SECONDS) public class LinkedListIterationBenchMark {  ... } @Benchmark
　　方法级注解，表示该方法是需要进行 benchmark 的对象，用法和 JUnit 的  @Test  类似。 @Param
　　属性级注解， @Param  可以用来指定某项参数的多种情况。特别适合用来测试一个函数在不同的参数输入的情况下的性能。 @Setup
　　方法级注解，这个注解的作用就是我们需要在测试之前进行一些 准备工作 ，比如对一些数据的初始化之类的。  @TearDown
　　方法级注解，这个注解的作用就是我们需要在测试之后进行一些 结束工作 ，比如关闭线程池，数据库连接等的，主要用于资源的回收等。  @State
　　当使用 @Setup 参数的时候，必须在类上加这个参数，不然会提示无法运行。
　　就比如我上面的例子中，就必须设置 state 。
　　State  用于声明某个类是一个＂状态＂，然后接受一个 Scope 参数用来表示该状态的共享范围。因为很多 benchmark 会需要一些表示状态的类，JMH 允许你把这些类以依赖注入的方式注入到 benchmark 函数里。Scope 主要分为三种。 Thread: 该状态为每个线程独享。  Group: 该状态为同一个组里面所有线程共享。  Benchmark: 该状态在所有线程间共享。  启动方法
　　在启动方法中，可以直接指定上述说到的一些参数，并且能将测试结果输出到指定文件中，    /**      * 仅限于IDE中运行      * 命令行模式 则是 build 然后 java -jar 启动      *      * 1. 这是benchmark 启动的入口      * 2. 这里同时还完成了JMH测试的一些配置工作      * 3. 默认场景下，JMH会去找寻标注了@Benchmark的方法，可以通过include和exclude两个方法来完成包含以及排除的语义      */     public static void main(String[] args) throws RunnerException {         Options opt = new OptionsBuilder()                 // 包含语义                 // 可以用方法名，也可以用XXX.class.getSimpleName()                 .include(＂Helloworld＂)                 // 排除语义                 .exclude(＂Pref＂)                 // 预热10轮                 .warmupIterations(10)                 // 代表正式计量测试做10轮，                 // 而每次都是先执行完预热再执行正式计量，                 // 内容都是调用标注了@Benchmark的代码。                 .measurementIterations(10)                 //  forks(3)指的是做3轮测试，                 // 因为一次测试无法有效的代表结果，                 // 所以通过3轮测试较为全面的测试，                 // 而每一轮都是先预热，再正式计量。                 .forks(3)              .output(＂E:/Benchmark.log＂)                 .build();          new Runner(opt).run();     }  结语
　　基于JMH可以对很多工具和框架进行测试，比如日志框架性能对比、BeanCopy性能对比 等，更多的example可以参考官方给出的JMH samples (https://hg.openjdk.java.net/code-tools/jmh/file/tip/jmh-samples/src/main/java/org/openjdk/jmh/samples/)