问题描述
在我的示例中，理论上两种方法的性能应该非常相似。在第一种情况下，我使用数组，在第二种情况下 - ArrayList 具有保证的容量。
结果如下：
LessonBenchmark2.capacityTestArray avgt 5 1,354 ± 0,057 毫秒/操作
LessonBenchmark2.capacityTestArrayListEnsured 平均 5 32,018 ± 81,911 毫秒/操作
这里似乎数组要快得多（1.354 vs 32.018 ms/op）。可能是我的 JMH 基准测试设置不正确。如何做到正确？
此外，如果我使用 @Setup(Level.Invocation)，那么结果很接近（1,405 对 1,496 ms/op）：
LessonBenchmark.capacityTestArray 平均 5 1,405 ± 0,143 毫秒/操作
LessonBenchmark.capacityTestArrayListEnsured avgt 5 1,496 ± 0,104 毫秒/操作
不过据说要小心使用 Invocation。此外，迭代模式在逻辑上似乎是正确的。
代码如下：
public static void main(String[] args) throws Exception {
org.openjdk.jmh.Main.main(args);
}
static final int iter = 5;
static final int fork = 1;
static final int warmIter = 5;
@State(Scope.Benchmark)
public static class Params {
public int length = 100_000;
public Person[] people;
public ArrayList<Person> peopleArrayListEnsure;
// before each iteration of the benchmark
@Setup(Level.Iteration)
public void setup() {
people = new Person[length];
peopleArrayListEnsure = new ArrayList<>(length);
}
}
@Benchmark
@Warmup(iterations = warmIter)
@BenchmarkMode(Mode.AverageTime)
@OutputTimeUnit(TimeUnit.MILLISECONDS)
@Fork(value = fork)
@Measurement(iterations = iter)
public void capacityTestArray(Params p) {
for (int i = 0; i < p.length; i++) {
p.people[i] = new Person(i,new Address(i,i),new Pet(i,i));
}
}
@Benchmark
@Warmup(iterations = warmIter)
@BenchmarkMode(Mode.AverageTime)
@OutputTimeUnit(TimeUnit.MILLISECONDS)
@Fork(value = fork)
@Measurement(iterations = iter)
public void capacityTestArrayListEnsured(Params p) {
for (int i = 0; i < p.length; i++) {
p.peopleArrayListEnsure.add(new Person(i,i)));
}
}
public static class Person {
private int id;
private Address address;
private Pet pet;
public Person(int id,Address address,Pet pet) {
this.id = id;
this.address = address;
this.pet = pet;
}
}
public static class Address {
private int countryId;
private int cityId;
public Address(int countryId,int cityId) {
this.countryId = countryId;
this.cityId = cityId;
}
}
public static class Pet {
private int age;
private int typeId;
public Pet(int age,int typeId) {
this.age = age;
this.typeId = typeId;
}
}
解决方法
测试设计不当；在您的测试中，因为arraylist 只为多次调用创建一次，基于数组的代码只是多次覆盖同一个数组，而arraylist 版本添加的越来越多，需要增长。
一个简单的解决方法是先清除它。另一个解决方法是在此处停止使用状态，而将对象的创建（无论是 100k 人数组，还是预定义为 100k 人的人员数组列表）作为测试工具的一部分。一旦你解决了这个问题，考虑到错误，结果是完全相同的，对于这个，数组和数组列表之间的性能根本没有。
MyBenchmark.capacityTestArray avgt 5 1,325 ± 0,059 ms/op
MyBenchmark.capacityTestArrayListEnsured avgt 5 1,287 ± 0,157 ms/op
我通过完全删除 Params 状态进行简化，并将列表和数组的创建作为每个测试的支出的一部分：
static final int LEN = 100_000;
public void capacityTestArray() {
Person[] people = new Person[LEN];
for (int i = 0; i < LEN; i++) {
people[i] = new Person(i,new Address(i,i),new Pet(i,i));
}
}
public void capacityTestArrayListEnsured() {
List<Person> p = new ArrayList<Person>(LEN);
for (int i = 0; i < LEN; i++) {
p.add(new Person(i,i)));
}
}
（保持所有注释和 Person、Address 等类相同）。
或者，使用您现有的代码并在顶部扔一个 list.clear()。
一旦您了解了 Trial、Iteration 和 Invocation 之间的区别，您的问题就变得很容易回答了。还有什么地方比 samples themselves 更好地理解这些。
Invocation 是方法的单次执行。假设有 3 个线程，每个线程执行此基准测试方法 100 次。这意味着 Invocation == 300。这就是为什么使用它作为设置会得到非常相似的结果。
Iteration 将是上面示例中的 3。
Trial 将是 1，当所有线程执行其所有方法时。
Invocation，虽然有一个可怕的文档有它的用法，like a sorted data structure；但我也在其他各种地方使用过。此外，operation 的概念可以用 @OperationsPerInvocation “改变” - 这是另一个尖锐的工具。
有了这个 - 很容易回答。当您使用 Iteration 时，您的 ArrayList 会不断增长 - 这在内部意味着 System::arrayCopy，而您的数组不会。
弄清楚这一点后，您需要阅读示例并了解第二个问题是您的 @Benchmark 方法返回 void。而且，与另一个答案相反 - 我不建议使用测试方法本身来批量处理所有内容，但这提出了一个问题，即您要测试什么，首先。不要忘记这些只是数字，最后，您需要推理它们的含义以及如何正确设置 JMH 测试。
即使最初认为这是一种自然的性能差异，下面的评论也是正确的
正如下面评论的，差异确实高于预期。
add() 从 O(1) 变为 O(n) 的唯一情况是它增长。可能是测试重用了相同的数组列表（因为 setup 没有被多次调用）？这只会影响 arraylist 测试，因为数组只会覆盖值。
只是为了确保数组列表没有增长：
public void capacityTestArrayListEnsured(Params p)
{
p.peopleArrayListEnsure = new ArrayList<>(p.length); //or clear()?
for (int i = 0; i < p.length; i++)
p.peopleArrayListEnsure.add(new Person(i,i)));
}
为了公平起见，您还可以在其他方法中初始化数组，以便相等添加经过的时间：
public void capacityTestArray(Params p)
{
p.people = new Person[p.length];
for (int i = 0; i < p.length; i++)
p.people[i] = new Person(i,i));
}