JMH ile Doğru Ölçüm — Sayıya Güvenmeden Önce

Bir koşucunun hızını ölçeceksin. İlk turunu sayarsan ısınmasını ölçersin; tek yarışa bakarsan o günkü şansını.

Kodun hızını ölçmek de böyle. Üstelik Java’da koşucu bazen yolu hiç koşmadan bitiş çizgisinde belirir.

Basit bir döngü neden yanıltır?

İlki ısınma. JVM kodu önce yorumlar, sık çalışanı sonra derler; ilk çağrılar bu yüzden yavaştır. Bunu Sınıf yükleme ve JIT dersinde gördün.

İkincisi bu: dead code elimination?Terimin tanımını açdead code eliminationDerleyicinin ya da JIT'in, sonucu hiçbir yerde kullanılmayan hesabı tamamen silmesi. Ölçümde boş bir döngünün süresini görmene yol açar.JMH'de ölçülen metot sonucunu döndürür ya da Blackhole.consume ile verir; böylece sonuç kullanılmış sayılır.Sözlükte gör →. Üçüncüsü de constant folding?Terimin tanımını açconstant foldingGirdisi hep aynı sabit olan bir hesabın derleme anında bir kez yapılıp sonucun koda gömülmesi. Ölçülen şey hesap değil, hazır bir sabit olur.Önlemek için girdi final olmayan bir @State alanından okunur.Sözlükte gör →: girdi hep aynı sabitse, JIT hesabı önceden yapıp sonucu koda gömebilir.

JMH ile ölçmek

JMH, OpenJDK’nın mikro ölçüm?Terimin tanımını açmikro ölçümKüçük bir kod parçasının, örneğin tek bir metodun, süresini ölçmek. JVM'de ısınma ve JIT yüzünden elle yapıldığında kolayca yanıltır.Java'da standart araç JMH'dir (Java Microbenchmark Harness). Sistemin geneli için profiler ve yük testi kullanılır.Sözlükte gör → aracıdır. Isınmayı, ayrı JVM’leri ve tekrarları senin yerine düzenler.

1
@State(Scope.Benchmark)
2
public class InterestBenchmark {
3
    long balanceKurus = 1_250_000;   // not final: cannot be folded
4

5
    @Benchmark
6
    public long dailyInterest() {
7
        return balanceKurus * 35 / 36_500;   // returned: JMH consumes it
8
    }
9
}

İki kural yeter. Metot sonucunu döndürür (ya da Blackhole.consume ile verir) ve girdisini final olmayan bir @State alanından alır.

Sonucu okumak

JMH her ölçüm için bir skor ve yanında bir hata payı yazar. İki sonucun hata payları örtüşüyorsa aralarında bir fark gösterilmiş değildir.

Mikro ölçüm küçük bir parçayı ölçer. Bir sistemin nerede yavaşladığını ise async-profiler ya da JFR gibi bir profiler ve gerçekçi bir yük testi söyler.

Kendin gör

Aynı soru dört yolla ölçülüyor: faiz hesabı ne kadar sürüyor? Simülatör süre göstermiyor; her yöntemin neyi ölçtüğünü gösteriyor.

1. Varsayılanı oynat. Elle döngü: sonuç kullanılmıyor, iş silinmiş olabilir.
2. Tek çağrıyı dene. Ölçülen şey sınıf yükleme ve yorumlayıcı.
3. “JMH, ama metot void” seç. Doğru araç, yanlış metot.
4. Son seçeneği oynat. Bütün kontroller geçiyor.

Tuzaklar

@Benchmark içinde kendi döngün. JIT döngüyü açıp birleştirebilir; tekrarı JMH’ye bırak.

Gürültülü makinede ölçmek. Tarayıcı, IDE ve derleme açıkken alınan sonuçlar birbirini tutmaz. Ölçümü sakin bir makinede, aynı koşullarda tekrarla.

Önemsiz parçayı hızlandırmak. Profiler önce nereye bakılacağını söyler; mikro ölçüm ancak ondan sonra gelir.

1
plugins {
2
    java
3
    id("me.champeau.jmh") version "0.7.2"
4
}
5

6
jmh {
7
    warmupIterations = 5
8
    iterations = 10
9
    fork = 3
10
}

1
@State(Scope.Benchmark)
2
@BenchmarkMode(Mode.AverageTime)
3
@OutputTimeUnit(TimeUnit.NANOSECONDS)
4
public class InterestBenchmark {
5

6
    private static final BigDecimal RATE = new BigDecimal("0.35");
7
    private static final BigDecimal DAYS = new BigDecimal("365");
8

9
    private BigDecimal balance;
10
    private long balanceKurus;
11

12
    @Setup
13
    public void setUp() {
14
        long kurus = ThreadLocalRandom.current().nextLong(1_000, 100_000_000);
15
        balanceKurus = kurus;
16
        balance = BigDecimal.valueOf(kurus, 2);
17
    }
18

19
    @Benchmark
20
    public BigDecimal withBigDecimal() {
21
        return balance.multiply(RATE).divide(DAYS, 2, RoundingMode.HALF_EVEN);
22
    }
23

24
    @Benchmark
25
    public long withKurus() {
26
        // Integer arithmetic truncates: the rounding rule is now this method's job.
27
        return balanceKurus * 35 / 36_500;
28
    }
29
}

#!/usr/bin/env bash
# Run on a quiet machine; compare scores only together with their error margins.
set -euo pipefail
./gradlew jmh
ls build/results/jmh/

Kendini sına

Önce hızlı bir ısınma: puan yok, kayıt yok. Sonra asıl sorular.