介绍 什么是JMH

JMH和jMeter的使用场景还是有很大的不同的，jMeter更多的是对rest api进行压测，而JMH关注的粒度更细，它更多的是发现某块性能槽点代码，然后对优化方案进行基准测试对比。比如json序列化方案对比，bean copy方案对比，文中提高的洗牌算法对比等。

JMH（Java Microbenchmark Harness）是一个专门用于编写和运行 Java 微基准测试的框架。

一般使用流程如下

下面简单介绍一下如何使用 JMH 进行基准测试：

1. 添加依赖：在项目中添加 JMH 的依赖，可以通过 Maven 或 Gradle 等构建工具配置。

<dependency>
    <groupId>org.openjdk.jmh</groupId>
    <artifactId>jmh-core</artifactId>
    <version>1.33</version>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>org.openjdk.jmh</groupId>
    <artifactId>jmh-generator-annprocess</artifactId>
    <version>1.33</version>
</dependency>

1. 编写基准测试代码：创建一个类，并在其中编写需要进行基准测试的方法。
2. 使用 @Benchmark 注解标记需要进行基准测试的方法。
3. 配置基准测试选项：可以使用 @State 注解来配置基准测试的状态，例如共享变量、线程数等。

import org.openjdk.jmh.annotations.Benchmark;
import org.openjdk.jmh.annotations.Scope;
import org.openjdk.jmh.annotations.State;

@State(Scope.Thread)
public class MyBenchmark {
    
    int x = 1;
    int y = 2;
    
    @Benchmark
    public int add() {
        return x + y;
    }
    
    @Benchmark
    public int subtract() {
        return x - y;
    }
}

1. 运行基准测试：可以使用命令行或者其他可视化工具来运行基准测试，例如使用 Maven 命令 mvn clean install 或 mvn clean install -DskipTests=false
2. 分析结果：JMH 会输出详细的测试结果，包括每个测试方法的平均时间、吞吐量、方差、标准差等统计数据，可以根据这些数据来分析和比较基准测试的结果。

Benchmark              Mode  Cnt   Score   Error  Units
MyBenchmark.add       thrpt   20  16.313 ± 0.076  ops/s
MyBenchmark.subtract  thrpt   20  16.304 ± 0.076  ops/s

解释一下，这里是测的是吞吐量，那么score表示就是每秒执行了 16 次。后面的error表示的是误差。cnt表示迭代次数。

JMH的使用

1. @BenchmarkMode

用来配置 Mode 选项，可用于类或者方法上，这个注解的 value 是一个数组，可以把几种 Mode 集合在一起执行，如：@BenchmarkMode({Mode.SampleTime, Mode.AverageTime})，还可以设置为 Mode.All，即全部执行一遍。

1. Throughput：整体吞吐量，每秒执行了多少次调用，单位为 ops/time

2. AverageTime：用的平均时间，每次操作的平均时间，单位为 time/op

3. SampleTime：随机取样，最后输出取样结果的分布

4. SingleShotTime：只运行一次，往往同时把 Warmup 次数设为 0，用于测试冷启动时的性能

5. All：上面的所有模式都执行一次

6. @State

通过 State 可以指定一个对象的作用范围，JMH 根据 scope 来进行实例化和共享操作。@State 可以被继承使用，如果父类定义了该注解，子类则无需定义。由于 JMH 允许多线程同时执行测试，不同的选项含义如下：

1. Scope.Benchmark：所有测试线程共享一个实例，测试有状态实例在多线程共享下的性能

2. Scope.Group：同一个线程在同一个 group 里共享实例

3. Scope.Thread：默认的 State，每个测试线程分配一个实例

4. @OutputTimeUnit

为统计结果的时间单位，可用于类或者方法注解

4. @Warmup

预热所需要配置的一些基本测试参数，可用于类或者方法上。一般前几次进行程序测试的时候都会比较慢，所以要让程序进行几轮预热，保证测试的准确性。参数如下所示：

1. iterations：预热的次数
2. time：每次预热的时间
3. timeUnit：时间的单位，默认秒
4. batchSize：批处理大小，每次操作调用几次方法

为什么需要预热？ 因为 JVM 的 JIT 机制的存在，如果某个函数被调用多次之后，JVM 会尝试将其编译为机器码，从而提高执行速度，所以为了让 benchmark 的结果更加接近真实情况就需要进行预热。

5. @Measurement

实际调用方法所需要配置的一些基本测试参数，可用于类或者方法上，参数和 @Warmup 相同。

6. @Threads

每个进程中的测试线程，可用于类或者方法上。

7. @Fork

进行 fork 的次数，可用于类或者方法上。如果 fork 数是 2 的话，则 JMH 会 fork 出两个进程来进行测试。

8. @Param

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，只能作用在字段上，使用该注解必须定义 @State 注解。

在介绍完常用的注解后，让我们来看下 JMH 有哪些陷阱。

可参考文档：

https://www.cnblogs.com/54chensongxia/p/15485421.html