Java Academy · Lekcja

Pisanie benchmarku

@Benchmark i tryby

Pisanie benchmarku to bezpłatna lekcja Java Academy na CoddyKit. To lekcja 2 z 4. Możesz przeczytać całą lekcję poniżej za darmo — a potem ćwiczyć ją interaktywnie w przeglądarce z wbudowanym edytorem kodu i tutorem AI dostępnym 24/7. To część ścieżki edukacyjnej Java Academy, a Twój postęp synchronizuje się między webem a aplikacją CoddyKit. Kurs Java Academy zawiera 4 lekcji w sumie.

Pisanie benchmarku

Benchmark JMH to po prostu metoda oznaczona adnotacją @Benchmark, znajdująca się w zwykłej klasie. Procesor adnotacji JMH generuje wokół niej mechanizm testowy. W tej lekcji omówiono adnotacje określające, co i jak jest mierzone.

Adnotacja @Benchmark

Wystarczy oznaczyć dowolną publiczną metodę adnotacją @Benchmark, aby JMH wielokrotnie ją wywoływało i mierzyło czas każdego wywołania. Wartość zwracaną przez metodę należy zwracać, a nie odrzucać, aby JMH mogło ją wykorzystać.

Minimalna klasa benchmarku

Oto struktura benchmarku. Import ma postać org.openjdk.jmh.annotations.*. Ponieważ JMH nie znajduje się na ścieżce klas tego programu uruchomieniowego, jest to tylko przykład poglądowy.

import org.openjdk.jmh.annotations.Benchmark;

public class StringBench {
    @Benchmark
    public String concat() {
        return "foo" + System.nanoTime();
    }
}

Tryby benchmarku

@BenchmarkMode określa, co jest raportowane:

Throughput — liczba operacji w jednostce czasu (więcej znaczy lepiej).
AverageTime — czas jednej operacji (mniej znaczy lepiej).
SampleTime — rozkład czasów (percentyle).
SingleShotTime — jedno wywołanie, przydatne do pomiaru zimnego startu.

import org.openjdk.jmh.annotations.*;

public class Bench {
    @Benchmark
    @BenchmarkMode(Mode.AverageTime)
    public int work() {
        return 2 + 2;
    }
}

Wybór jednostek wyjściowych

@OutputTimeUnit ustawia jednostkę czasu w raporcie, aby liczby były czytelne. W przypadku szybkiej operacji odpowiednie są nanosekundy, a w przypadku wolnej — milisekundy.

import java.util.concurrent.TimeUnit;
import org.openjdk.jmh.annotations.*;

public class Bench {
    @Benchmark
    @BenchmarkMode(Mode.AverageTime)
    @OutputTimeUnit(TimeUnit.NANOSECONDS)
    public int work() {
        return 42;
    }
}

Zwracanie wyników

Zawsze należy zwracać wynik wykonanych obliczeń. JMH automatycznie przekazuje zwrócone wartości do obiektu Blackhole, zapobiegając eliminacji martwego kodu. Benchmark typu void, który wykonuje obliczenia i je odrzuca, to typowy błąd.

Domyślne ustawienia adnotacji

Adnotacje mogą znajdować się na metodzie lub na całej klasie. Adnotacje na poziomie klasy dotyczą każdego elementu @Benchmark w tej klasie, co pozwala uniknąć powtarzania konfiguracji w przypadku kilku powiązanych benchmarków.

Forkowanie

@Fork(n) uruchamia benchmark w n nowych procesach JVM. Forkowanie izoluje każde uruchomienie od profili JIT utworzonych przez wcześniejsze benchmarki, zwiększając powtarzalność. Domyślnie używany jest jeden fork.

import org.openjdk.jmh.annotations.*;

@Fork(2)
public class Bench {
    @Benchmark
    public long now() {
        return System.nanoTime();
    }
}

Uruchamianie Runnera

Benchmarki uruchamia się za pomocą metody main, która konfiguruje obiekt Options i obiekt Runner, albo za pomocą wygenerowanego wykonywalnego pliku JAR. Wyrażenie regularne include(...) wybiera benchmarki do uruchomienia.

import org.openjdk.jmh.runner.Runner;
import org.openjdk.jmh.runner.options.*;

public class Launcher {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Options opt = new OptionsBuilder()
            .include("Bench")
            .build();
        new Runner(opt).run();
    }
}

Odczytywanie wyników

JMH wyświetla tabelę zawierającą nazwę benchmarku, tryb, liczbę próbek, wynik, błąd wyniku i jednostki, na przykład: Bench.work avgt 25 3.142 +/- 0.011 ns/op. Zapis +/- oznacza przedział ufności.

Skupienie benchmarków

Każdy benchmark powinien mierzyć jedną rzecz. Połączenie przygotowania, operacji wejścia-wyjścia i testowanej operacji zaciemnia wynik. Przygotowanie należy przenieść do metod @Setup — omawianych wraz ze stanem — aby mierzyć czas tylko często wykonywanej ścieżki.

Szybki test

Proszę sprawdzić zrozumienie zasad pisania benchmarków.

Podsumowanie

Nauczyli się Państwo pisać benchmark JMH:

Należy oznaczyć metodę adnotacją @Benchmark i zwracać wynik.
@BenchmarkMode wybiera tryb Throughput, AverageTime, SampleTime lub SingleShotTime.
@OutputTimeUnit ustawia czytelne jednostki, a @Fork izoluje uruchomienia w nowych JVM.
Benchmark uruchamia się za pomocą pary Runner + Options albo wygenerowanego pliku JAR.
Każdy benchmark powinien koncentrować się na jednej często wykonywanej ścieżce.

Często zadawane pytania

Czy lekcja „Pisanie benchmarku” jest bezpłatna?

Tak — pełny tekst „Pisanie benchmarku” jest dostępny za darmo tutaj w sieci. Aby ćwiczyć ją interaktywnie (wbudowany edytor kodu i tutor AI dostępny 24/7) i odblokować resztę kursu Java Academy, przejdź na CoddyKit PRO. Kurs Java Academy zawiera 4 lekcji w sumie.

Co nauczysz się w „Pisanie benchmarku”?

@Benchmark i tryby Ćwiczysz Java Academy z praktycznym kodem, który uruchamiasz bezpośrednio w przeglądarce, a tutor AI dostępny 24/7 odpowiada na Twoje pytania podczas pracy nad lekcją.

Czy potrzebuję doświadczenia, aby zacząć Java Academy?

Nie wymagamy żadnego doświadczenia. Java Academy w CoddyKit jest strukturyzowany dla początkujących i zaawansowanych użytkowników, więc możesz zacząć tutaj lub od początku i uczyć się w swoim tempie. To lekcja 2 z 4.

Ile czasu zajmuje lekcja „Pisanie benchmarku”?

Większość lekcji CoddyKit trwa około 5–10 minut. Każda lekcja to mały, interaktywny krok, dzięki czemu robisz systematyczne postępy i zawsze wracasz dokładnie do tego samego miejsca — na webie i w aplikacji.

Czy mogę pisać i uruchamiać kod w tej lekcji Java Academy?

Tak. Każda lekcja Java Academy zawiera wbudowany edytor kodu, więc piszesz i uruchamiasz prawdziwy kod bezpośrednio w przeglądarce i od razu otrzymujesz sprzężenie zwrotne od AI — bez konfiguracji na komputerze.

Wszystkie lekcje w tym kursie

← Powrót do Java Academy