Question

背景：我的团队致力于Java程序，该程序接受文本作为输入，处理它并显示结果。程序的每次运行都是无状态的，独立于其他运行。我们注意到，当在同一文本的循环中运行处理方法时，然后始终如一，第一次运行需要最长时间才能完成，而下一次运行所花费的时间越来越少，直到执行时间在几十次运行后稳定一个远低于初始运行时间的值。

我试图测试这是否是任何程序的一般现象，并尝试运行以下代码，该代码具有嵌套循环，并测量内循环所花费的时间：

String s = "abcefghijklmnopqrstuvwxyz";
int TIMES = 10;
int INNER_TIMES = 1000000; 
long count = 0;     
for (int i = 0; i < TIMES; i++) {       
    long start = System.currentTimeMillis();
    for (int j = 0; j < INNER_TIMES; j++) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add(s);
    }
    count++;
    long end = System.currentTimeMillis();          
    double time = (end - start) / 1000.0;
    System.out.println(count + ": " + time + " seconds");
}

结果与我们在程序中注意到的相似：

1: 0.036 seconds
2: 0.018 seconds
3: 0.016 seconds
4: 0.009 seconds
5: 0.01 seconds
6: 0.009 seconds
7: 0.02 seconds
8: 0.014 seconds
9: 0.009 seconds
10: 0.01 seconds

我尝试过多次运行，结果非常一致。内循环的第一次运行总是需要大约0.035-0.036秒，从第4次运行开始（即使将TIMES增加到1000），它需要大约0.008-0.01秒（除了一些例外）。

我和我的团队负责人都为此感到难过。这是Java中的已知现象吗？在软件中一般？为什么看起来软件需要热身＆＃34;在达到最佳性能之前？

Answer 1

这是Java应用程序的正常行为，这也意味着您不应该优化应用程序，除非已经证明使用分析器确定了瓶颈。 JVM将通过在运行时使用JIT（实时）编译来提高代码的性能。

您可以在此处找到有关JIT优化的更多信息：The Java HotSpot Performance Engine Architecture. Chapter 3. The Java HotSpot Compilers

除此之外，你正在为自己的代码做一个非常天真的基准测试。我建议您阅读How do I write a correct micro-benchmark in Java?以增强您的代码评估的当前结果，甚至更好，使用真实的基准框架，如caliper或JUnitBenchmarks

Answer 2

这里可能有多种因素：

第一次执行代码时，JIT编译器可能正在将Java字节码编译为本机代码，例如后续调用可能更快（最有可能解释您看到的行为）
本地代码可能由CPU缓存

我相信你可以关闭JIT（-Djava.compiler=NONE）来验证第一个理论（虽然我之前从未关闭过JIT）

减少Java程序相同连续运行的执行时间

2 个答案: