Java計算代碼段執(zhí)行時間的詳細過程

更新時間：2023年02月07日 10:54:47 作者：你家寶寶

java里計算代碼段執(zhí)行時間可以有兩種方法，一種是毫秒級別的計算，另一種是更精確的納秒級別的計算，這篇文章主要介紹了java計算代碼段執(zhí)行時間,需要的朋友可以參考下

前言

在日常開發(fā)功能時，同一種功能可能會有多種實現(xiàn)方式。我們需要做一個取舍。

最常見的條件就是性能、可讀性、可維護性。

本篇文章，我們主要討論“性能”。

場景

假設我們現(xiàn)在需要計算一段代碼的運行時間。

最常見的寫法是，在執(zhí)行這段代碼前，獲得一下當前的時間戳，在執(zhí)行這段代碼后，獲取一下當前的時間戳，然后倆時間相減，就是花費時間了。

但有時，我們需要將這段代碼執(zhí)行多次。

這種場景是，執(zhí)行的時間戳很小，沒有可比性。比如執(zhí)行一段代碼，運行時間是 0 或者 2毫秒。

這種時候你可能會說，那就用一個for循環(huán)，執(zhí)行多次，計算平均時間就好了。

問題來了，如果這種相似的操作，寫的多了呢，用的地方很多呢？

我們現(xiàn)在就需要將它給寫成一套模板，只需要簡單的填充參數(shù)，調用，就能實現(xiàn)上述的功能。

代碼實現(xiàn)

MethodBody 接口定義

這個接口主要是用于填充代碼段，因此設計為函數(shù)式接口，方便調用。

package org.feng.calc;
/**
 * 運行的方法內容：使用Lambda
 *
 * @version V1.0
 */
@FunctionalInterface
public interface MethodBody {
    void run();
}

CalcExecuteTimeResult 運行結果實體

package org.feng.calc;
import lombok.Data;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
 * 計算執(zhí)行時間的結果保存
 *
 * @version V1.0
 */
@Data
public class CalcExecuteTimeResult {
    /**
     * 執(zhí)行代碼花費的時間
     */
    private List<Long> costTime;
    public CalcExecuteTimeResult(int size) {
        costTime = new ArrayList<>(size);
    }
}

ExecuteTemplate 執(zhí)行模板定義

package org.feng.calc;
import lombok.Getter;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Set;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
 * 執(zhí)行模板
 *
 * @version V1.0
 */
public class ExecuteTemplate {
    private final List<MethodBody> methodBodyList;
    @Getter
    private CalcExecuteTimeResult calcExecuteTimeResult;
    public ExecuteTemplate() {
        this.methodBodyList = new ArrayList<>();
    }
    public void addMethod(MethodBody methodBody) {
        methodBodyList.add(methodBody);
    }
    /**
     * 執(zhí)行
     *
     * @param timeUnit  時間單位
     * @param frequency 頻次-單個方法{@link MethodBody}實例執(zhí)行的次數(shù)
     */
    void process(TimeUnit timeUnit, long frequency) {
        this.calcExecuteTimeResult = new CalcExecuteTimeResult(methodBodyList.size());
        List<Long> costTime = calcExecuteTimeResult.getCostTime();
        for (MethodBody methodBody : methodBodyList) {
            long startTime = getTime(timeUnit);
            for (int i = 0; i < frequency; i++) {
                methodBody.run();
            }
            long endTime = getTime(timeUnit);
            costTime.add(endTime - startTime);
        }
    }
    private long getTime(TimeUnit timeUnit) {
        if (!SUPPORTED_TIME_UNIT.contains(timeUnit)) {
            throw new UnsupportedOperationException("不支持的時間單位：" + timeUnit);
        }
        if (TimeUnit.NANOSECONDS.equals(timeUnit)) {
            return System.nanoTime();
        }
        return System.currentTimeMillis();
    }
    /**
     * 當前支持的時間單位
     */
    private static final Set<TimeUnit> SUPPORTED_TIME_UNIT = Set.of(TimeUnit.MILLISECONDS, TimeUnit.NANOSECONDS);
}

CalcExecuteTimeContext 計算執(zhí)行時間上下文

package org.feng.calc;
import lombok.Setter;
import lombok.experimental.Accessors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
 * 計算執(zhí)行時間-上下文
 *
 * @version V1.0
 */
@Setter
@Accessors(chain = true)
public class CalcExecuteTimeContext {
    private TimeUnit timeUnit;
    private Long frequency;
    private ExecuteTemplate executeTemplate;
    public CalcExecuteTimeResult run() {
        executeTemplate.process(timeUnit, frequency);
        return executeTemplate.getCalcExecuteTimeResult();
    }
    public void addMethod(MethodBody methodBody){
        executeTemplate.addMethod(methodBody);
    }
}

測試運行

package org.feng.calc;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
 * 測試運行
 *
 * @version v1.0
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 初始化上下文：設置每個方法執(zhí)行的次數(shù)，以及計算時間時使用的時間單位，執(zhí)行模板
        CalcExecuteTimeContext context = new CalcExecuteTimeContext()
                .setFrequency(2L)
                .setTimeUnit(TimeUnit.MILLISECONDS)
                .setExecuteTemplate(new ExecuteTemplate());
        context.addMethod(() -> {
            System.out.println(111);
            System.out.println(111);
            System.out.println(111);
            System.out.println(111);
            System.out.println(111);
        });
        context.addMethod(() -> {
            System.out.println(222);
            System.out.println(222);
            System.out.println(222);
            System.out.println(222);
            System.out.println(222);
        });
        // 計算得到方法運行的結果
        CalcExecuteTimeResult executeTimeResult = context.run();
        System.out.println(executeTimeResult);
    }
}

運行結果：