java - 与迭代次数无关的性能测试

Question

试图回答这张票:What is the difference between instanceof and Class.isAssignableFrom(...)?

我做了一个性能测试:

class A{}
class B extends A{}

A b = new B();

void execute(){
  boolean test = A.class.isAssignableFrom(b.getClass());
  // boolean test = A.class.isInstance(b);
  // boolean test = b instanceof A;
}

@Test
public void testPerf() {
  // Warmup the code
  for (int i = 0; i < 100; ++i)
    execute();

  // Time it
  int count = 100000;
  final long start = System.nanoTime();
  for(int i=0; i<count; i++){
     execute();
  }
  final long elapsed = System.nanoTime() - start;
System.out.println(count+" iterations took " + TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(elapsed) + "ms.);
}

这给了我:

• A.class.isAssignableFrom(b.getClass()):100000 次迭代花费了 15 毫秒
• A.class.isInstance(b):100000 次迭代耗时 12 毫秒
• b instanceof A:100000 次迭代花费了 6 毫秒

但是通过迭代次数，我可以看到性能是恒定的。对于 Integer.MAX_VALUE :

• A.class.isAssignableFrom(b.getClass()):2147483647 次迭代花费了 15 毫秒
• A.class.isInstance(b):2147483647 次迭代花费了 12 毫秒
• b instanceof A:2147483647 次迭代花费了 6 毫秒

认为这是一个编译器优化(我用 JUnit 运行这个测试)，我把它改成这样:

@Test
public void testPerf() {
    boolean test = false;

    // Warmup the code
    for (int i = 0; i < 100; ++i)
        test |= b instanceof A;

    // Time it
    int count = Integer.MAX_VALUE;
    final long start = System.nanoTime();
    for(int i=0; i<count; i++){
        test |= b instanceof A;
    }
    final long elapsed = System.nanoTime() - start;
    System.out.println(count+" iterations took " + TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(elapsed) + "ms. AVG= " + TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(elapsed/count));

    System.out.println(test);
}

但性能仍然“独立”于迭代次数。有人可以解释这种行为吗？

Answer 1

1. 一百次迭代不足以进行热身。默认编译阈值为 10000 次迭代(一百倍以上)，因此最好至少超过该阈值一点。
2. 一旦编译被触发，世界就不会停止；编译在后台进行。这意味着它的效果只会在稍有延迟后才会开始显现。
3. 有足够的空间来优化您的测试，以便将整个循环折叠成最终结果。这可以解释常数。

无论如何，我总是通过让外部方法调用内部方法大约 10 次来进行基准测试。内部方法会根据需要进行大量迭代，例如 10,000 次或更多次，以使其运行时间至少增加数十毫秒。我什至不理会 nanoTime，因为如果微秒精度对您很重要，那只是测量时间间隔太短的标志。

当您这样做时，您可以让 JIT 轻松执行内部方法的编译版本，之后它被替换为解释版本。另一个好处是您可以确保内部方法的时间稳定。