我们在日常开发中经常需要测试一些代码的执行时间, 但又不想使用向 JMH(Java Microbenchmark Harness,Java 微基准测试套件) 这么重的测试框架, 所以本文就汇总了一些 Java 中比较常用的执行时间统计方法, 总共包含以下 6 种, 如下图所示:
方法一: System.currentTimeMillis 此方法为 Java 内置的方法, 使用 System#currentTimeMillis 来统计执行的时间 (统计单位: 毫秒), 示例代码如下:
public class TimeIntervalTest { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { // 开始时间 long stime = System.currentTimeMillis(); // 执行时间 (1s) Thread.sleep(1000); // 结束时间 long etime = System.currentTimeMillis(); // 计算执行时间 System.out.printf("执行时长:%d 毫秒.", (etime - stime)); }}
以上程序的执行结果为:
执行时长: 1000 毫秒.
方法二: System.nanoTime 此方法为 Java 内置的方法, 使用 System#nanoTime 来统计执行时间 (统计单位: 纳秒), 它的执行方法和 System#currentTimeMillis 类似, 示例代码如下:
public class TimeIntervalTest { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { // 开始时间 long stime = System.nanoTime(); // 执行时间 (1s) Thread.sleep(1000); // 结束时间 long etime = System.nanoTime(); // 计算执行时间 System.out.printf("执行时长:%d 纳秒.", (etime - stime)); }}
以上程序的执行结果为:
执行时长: 1000769200 纳秒.
小贴士: 1 毫秒 = 100 万纳秒.
方法三: new Date 此方法也是 Java 的内置方法, 在开始执行前 new Date() 创建一个当前时间对象, 在执行结束之后 new Date() 一个当前执行时间, 然后再统计两个 Date 的时间间隔, 示例代码如下:
import java.util.Date;public class TimeIntervalTest { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { // 开始时间 Date sdate = new Date(); // 执行时间 (1s) Thread.sleep(1000); // 结束时间 Date edate = new Date(); // 统计执行时间 (毫秒) System.out.printf("执行时长:%d 毫秒." , (edate.getTime() - sdate.getTime())); }}
以上程序的执行结果为:
执行时长: 1000 毫秒.
方法四: Spring StopWatch 如果我们使用的是 Spring 或 Spring Boot 项目, 可以在项目中直接使用 StopWatch 对象来统计代码执行时间, 示例代码如下:
StopWatch stopWatch = new StopWatch();// 开始时间 stopWatch.start();// 执行时间 (1s)Thread.sleep(1000);// 结束时间 stopWatch.stop();// 统计执行时间 (秒)System.out.printf("执行时长:%d 秒.%n", stopWatch.getTotalTimeSeconds()); // %n 为换行 // 统计执行时间 (毫秒)System.out.printf("执行时长:%d 毫秒.%n", stopWatch.getTotalTimeMillis()); // 统计执行时间 (纳秒)System.out.printf("执行时长:%d 纳秒.%n", stopWatch.getTotalTimeNanos());
以上程序的执行结果为:
执行时长: 0.9996313 秒. 执行时长: 999 毫秒. 执行时长: 999631300 纳秒.
小贴士: Thread#sleep 方法的执行时间稍有偏差, 在 1s 左右都是正常的.
方法五: commons-lang3 StopWatch 如果我们使用的是普通项目, 那我们可以用 Apache commons-lang3 中的 StopWatch 对象来实现时间统计, 首先先添加 commons-lang3 的依赖:
org.apache.commons commons-lang3 3.10
然后编写时间统计代码:
import org.apache.commons.lang3.time.StopWatch;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class TimeIntervalTest { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { StopWatch stopWatch = new StopWatch(); // 开始时间 stopWatch.start(); // 执行时间 (1s) Thread.sleep(1000); // 结束时间 stopWatch.stop(); // 统计执行时间 (秒) System.out.println("执行时长:" + stopWatch.getTime(TimeUnit.SECONDS) + "秒."); // 统计执行时间 (毫秒) System.out.println("执行时长:" + stopWatch.getTime(TimeUnit.MILLISECONDS) + "毫秒."); // 统计执行时间 (纳秒) System.out.println("执行时长:" + stopWatch.getTime(TimeUnit.NANOSECONDS) + "纳秒."); }}
以上程序的执行结果为:
执行时长: 1 秒. 执行时长: 1000 毫秒.
执行时长: 1000555100 纳秒.
方法六: Guava Stopwatch 除了 Apache 的 commons-lang3 外, 还有一个常用的 Java 工具包, 那就是 Google 的 Guava,Guava 中也包含了 Stopwatch 统计类. 首先先添加 Guava 的依赖:
com.google.guava guava 29.0-jre
然后编写时间统计代码:
import com.google.common.base.Stopwatch;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class TimeIntervalTest { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { // 创建并启动计时器 Stopwatch stopwatch = Stopwatch.createStarted(); // 执行时间 (1s) Thread.sleep(1000); // 停止计时器 stopwatch.stop(); // 执行时间 (单位: 秒) System.out.printf("执行时长:%d 秒. %n", stopwatch.elapsed().getSeconds()); // %n 为换行 // 执行时间 (单位: 毫秒) System.out.printf("执行时长:%d 豪秒.", stopwatch.elapsed(TimeUnit.MILLISECONDS)); }}
以上程序的执行结果为:
执行时长: 1 秒.
执行时长: 1000 豪秒.
原理分析本文我们从 Spring 和 Google 的 Guava 源码来分析一下, 它们的 StopWatch 对象底层是如何实现的?
1.Spring StopWatch 原理分析
在 Spring 中 StopWatch 的核心源码如下:
package org.springframework.util;import java.text.NumberFormat;import java.util.LinkedList;import java.util.List;import java.util.concurrent.TimeUnit;import org.springframework.lang.Nullable;public class StopWatch { private final String id; private boolean keepTaskList; private final List taskList; private long startTimeNanos; @Nullable private String currentTaskName; @Nullable private StopWatch.TaskInfo lastTaskInfo; private int taskCount; private long totalTimeNanos; public StopWatch() { this(""); } public StopWatch(String id) { this.keepTaskList = true; this.taskList = new LinkedList(); this.id = id; } public String getId() { return this.id; } public void setKeepTaskList(boolean keepTaskList) { this.keepTaskList = keepTaskList; } public void start() throws IllegalStateException { this.start(""); } public void start(String taskName) throws IllegalStateException { if (this.currentTaskName != null) { throw new IllegalStateException("Can't start StopWatch: it's already running"); } else { this.currentTaskName = taskName; this.startTimeNanos = System.nanoTime(); } } public void stop() throws IllegalStateException { if (this.currentTaskName == null) { throw new IllegalStateException("Can't stop StopWatch: it's not running"); } else { long lastTime = System.nanoTime() - this.startTimeNanos; this.totalTimeNanos += lastTime; this.lastTaskInfo = new StopWatch.TaskInfo(this.currentTaskName, lastTime); if (this.keepTaskList) { this.taskList.add(this.lastTaskInfo); } ++this.taskCount; this.currentTaskName = null; } } // .... 忽略其他代码}
从上述 start() 和 stop() 的源码中可以看出, Spring 实现时间统计的本质还是使用了 Java 的内置方法 System.nanoTime() 来实现的.
2.Google Stopwatch 原理分析
Google Stopwatch 实现的核心源码如下:
public final class Stopwatch { private final Ticker ticker; private boolean isRunning; private long elapsedNanos; private long startTick; @CanIgnoreReturnValue public Stopwatch start() { Preconditions.checkState(!this.isRunning, "This stopwatch is already running."); this.isRunning = true; this.startTick = this.ticker.read(); return this; } @CanIgnoreReturnValue public Stopwatch stop() { long tick = this.ticker.read(); Preconditions.checkState(this.isRunning, "This stopwatch is already stopped."); this.isRunning = false; this.elapsedNanos += tick - this.startTick; return this; } // 忽略其他源码...}
从上述源码中可以看出 Stopwatch 对象中调用了 ticker 类来实现时间统计的, 那接下来我们进入 ticker 类的实现源码:
public abstract class Ticker { private static final Ticker SYSTEM_TICKER = new Ticker() { public long read() { return Platform.systemNanoTime(); } }; protected Ticker() { } public abstract long read(); public static Ticker systemTicker() { return SYSTEM_TICKER; }}final class Platform { private static final Logger logger = Logger.getLogger(Platform.class.getName()); private static final PatternCompiler patternCompiler = loadPatternCompiler(); private Platform() { } static long systemNanoTime() { return System.nanoTime(); } // 忽略其他源码...}
从上述源码可以看出 Google Stopwatch 实现时间统计的本质还是调用了 Java 内置的 System.nanoTime() 来实现的.
结论
对于所有框架的 StopWatch 来说, 其底层都是通过调用 Java 内置的 System.nanoTime() 得到两个时间, 开始时间和结束时间, 然后再通过结束时间减去开始时间来统计执行时间的.
总结本文介绍了 6 种实现代码统计的方法, 其中 3 种是 Java 内置的方法:
- System.currentTimeMillis()
- System.nanoTime()
- new Date()
还介绍了 3 种常用框架 spring,commons-langs3,guava 的时间统计器 StopWatch.
在没有用到 spring,commons-langs3,guava 任意一种框架的情况下, 推荐使用 System.currentTimeMillis() 或 System.nanoTime() 来实现代码统计, 否则建议直接使用 StopWatch 对象来统计执行时间.
知识扩展 - Stopwatch 让统计更方便 StopWatch 存在的意义是让代码统计更简单, 比如 Guava 中 StopWatch 使用示例如下:
import com.google.common.base.Stopwatch;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class TimeIntervalTest { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { // 创建并启动计时器 Stopwatch stopwatch = Stopwatch.createStarted(); // 执行时间 (1s) Thread.sleep(1000); // 停止计时器 stopwatch.stop(); // 执行统计 System.out.printf("执行时长:%d 毫秒. %n", stopwatch.elapsed(TimeUnit.MILLISECONDS)); // 清空计时器 stopwatch.reset(); // 再次启动统计 stopwatch.start(); // 执行时间 (2s) Thread.sleep(2000); // 停止计时器 stopwatch.stop(); // 执行统计 System.out.printf("执行时长:%d 秒. %n", stopwatch.elapsed(TimeUnit.MILLISECONDS)); }}
我们可以使用一个 Stopwatch 对象统计多段代码的执行时间, 也可以通过指定时间类型直接统计出对应的时间间隔, 比如我们可以指定时间的统计单位, 如秒, 毫秒, 纳秒等类型.
来源: http://www.tuicool.com/articles/iUzuuuB