性能测试中唯一标识的JMH测试

前文分享了几种性能测试中常用到的生成全局唯一标识的案例，虽然在文中我猜测了几种方案设计的性能，并根据自己的经验给出了适用的场景。

但对于一个性能测试工程师来讲，有真是测试数据才更有说服力。这让我想起来之前学过的Java微基准测试框架JMH，所以不妨一试。

JMH简介

JMH (Java Microbenchmark Harness)是一个用于编写和运行Java基准测试的工具。它被广泛用于评估Java应用程序的性能,并帮助开发人员发现和优化性能瓶颈。

JMH的主要特点包括:

1. 高可信度:JMH提供了多种机制来消除测试过程中的噪音和偏差,确保测试结果的可靠性。

2. 易用性:JMH提供了丰富的注解和API,使编写和运行基准测试变得相对简单。

3. 灵活性:JMH支持多种测试模式,如简单的吞吐量测试、微基准测试以及更复杂的测试场景。

4. 可扩展性:JMH允许用户自定义测试环境,如GC策略、编译器选项等,以满足特定的性能评估需求。

5. 广泛应用:JMH被广泛应用于Java生态系统中,包括JDK自身的性能优化、第三方开源库的性能评估等。

JMH是Java开发者评估应用程序性能的强大工具,有助于提高Java应用程序的整体质量和性能。同样地对于性能测试而言，也可以通过JMH测试评估一段代码在实际执行当中的表现。

实测

除了使用分布式服务生成GUID这个方案以外，其他四种方案（其中两种是我自己常用的）均参与测试。原因是分布式服务需要网络交互，这个一听就不高性能，还有我暂时没条件测试这个。

下面有限展示实测结果，总结使用线程共享和线程独享的方案性能均远远高于UUID和雪花算法。为了省事儿以下测试均预热2次，预热批次大小2，测试迭代次数1次，迭代批次大小也是1次。配置如下：

1. .warmupIterations(2)//预热次数

2. .warmupBatchSize(2)//预热批次大小

3. .measurementIterations(1)//测试迭代次数

4. .measurementBatchSize(1)//测试批次大小

5. .build();

PS：JMH貌似还不支持Groovy所以我用Java写了这个用例。

下面是运行1个线程的测试结果：

1. UniqueNumberTest.exclusive thrpt 203.146 ops/us

2. UniqueNumberTest.share thrpt 99.860 ops/us

3. UniqueNumberTest.snow thrpt 4.096 ops/us

4. UniqueNumberTest.uuid thrpt 11.758 ops/us

下面是运行10个线程的测试结果：

1. Benchmark Mode Cnt Score Error Units

2. UniqueNumberTest.exclusive thrpt 1117.347 ops/us

3. UniqueNumberTest.share thrpt 670.141 ops/us

4. UniqueNumberTest.snow thrpt 10.925 ops/us

5. UniqueNumberTest.uuid thrpt 3.608 ops/us

PS：此时机器的性能基本跑满了。

下面是40个线程的测试结果：

1. Benchmark Mode Cnt Score Error Units

2. UniqueNumberTest.exclusive thrpt 1110.273 ops/us

3. UniqueNumberTest.share thrpt 649.350 ops/us

4. UniqueNumberTest.snow thrpt 8.908 ops/us

5. UniqueNumberTest.uuid thrpt 4.205 ops/us

可以看出跟10个线程结果差不多。

本机配置12核心，以上的测试结果单位是微秒，把结果乘以100万就是每秒的处理量，各位在使用不同方案时可以适当参考。

测试用例

下面是我的测试用例，测试结果我就不进行可视化了。

1. package com.funtest.jmh;

2. import com.funtester.utils.SnowflakeUtils;

3. import org.openjdk.jmh.annotations.*;

4. import org.openjdk.jmh.infra.Blackhole;

5. import org.openjdk.jmh.results.format.ResultFormatType;

6. import org.openjdk.jmh.runner.Runner;

7. import org.openjdk.jmh.runner.RunnerException;

8. import org.openjdk.jmh.runner.options.Options;

9. import org.openjdk.jmh.runner.options.OptionsBuilder;

10. import java.util.UUID;

11. import java.util.concurrent.TimeUnit;

12. import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

13. @BenchmarkMode(Mode.Throughput)

14. //@Warmup(Ω = 3, time = 2, timeUnit = TimeUnit.SECONDS)//预热次数,含义是每个测试会跑多久

15. //@Measurement(iterations = 3, time = 5, timeUnit = TimeUnit.SECONDS)//测试迭代次数,含义是每个测试会跑多久

16. //@Threads(1)//测试线程数

17. //@Fork(2)//fork表示每个测试会fork出几个进程，也就是说每个测试会跑几次

18. @State(value = Scope.Thread)//默认为Scope.Thread,含义是每个线程都会有一个实例

19. @OutputTimeUnit(TimeUnit.MICROSECONDS)

20. public class UniqueNumberTest {

21. SnowflakeUtils snowflakeUtils = new SnowflakeUtils(1, 1);

22. ThreadLocal<Integer> exclusive = ThreadLocal.withInitial(() -> 0);

23. AtomicInteger share = new AtomicInteger(0);

24. @Benchmark

25. public void uuid() {

26. UUID.randomUUID();

27. }

28. @Benchmark

29. public void snow() {

30. snowflakeUtils.nextId();

31. }

32. @Benchmark

33. public void exclusive(Blackhole blackhole) {

34. Integer i = exclusive.get();

35. i++;

36. blackhole.consume(i + "");

37. }

38. @Benchmark

39. public void share(Blackhole blackhole) {

40. blackhole.consume(share.incrementAndGet() + "");

41. }

42. public static void main(String[] args) throws RunnerException {

43. Options options = new OptionsBuilder()

44. .include(UniqueNumberTest.class.getSimpleName())//测试类名

45. .result("long/result.json")//测试结果输出到result.json文件

46. .resultFormat(ResultFormatType.JSON)//输出格式

47. .forks(1)//fork表示每个测试会fork出几个进程，也就是说每个测试会跑几次

48. .threads(40)//测试线程数

49. .warmupIterations(2)//预热次数

50. .warmupBatchSize(2)//预热批次大小

51. .measurementIterations(1)//测试迭代次数

52. .measurementBatchSize(1)//测试批次大小

53. .build();

54. new Runner(options).run();

55. }

56. }

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