Gravitino 如何进行 JMH 测试

测试

发布日期: 2025-07-02

更新日期: 2025-07-04

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概览

Gravitino JMH 目录包含一套基于 JMH 的微基准测试（Microbenchmark）套件，专门用于评估 Gravitino 中核心子系统的性能特征，如：实体缓存（Entity Cache）、元数据解析逻辑以及并发控制机制等。

执行方式

使用如下命令运行 JMH 测试：

./gradlew :core:jmh

测试完成后，结果将保存于：build/reports/jmh 目录中。

示例报告格式

Benchmark                                         (totalCnt)  Mode  Cnt        Score        Error  Units
EntityCacheGetBenchmark.benchmarkGet                     100  thrpt   10  17906401.139 ±  905521.957  ops/s
EntityCachePutBenchmark.benchmarkPut                   1000  avgt    10       0.002 ±     0.001   s/op

Score：每秒操作数或每次调用耗时；
Error：误差范围（通常为 99.9% 置信区间），即结果可信区间为 Score ± Error；

例如：

Score: 19008727.28 ops/s
Error: ± 1172892.70 ops/s
=> 实际性能大概率处于 17,835,834 ~ 20,181,620 ops/s 之间

误差越小，说明测试结果越稳定可靠。

什么是 JMH？

JMH（Java Microbenchmark Harness）是 OpenJDK 团队专为 Java 微基准测试开发的框架，主要用于精确测量方法调用、缓存访问、对象分配等细粒度操作的性能。

相较于传统测试方式，JMH 能处理如下影响因素：

JIT 编译和 JVM 热身（warm-up）
死代码消除（Dead Code Elimination）
逃逸分析（Escape Analysis）
线程争用和伪共享（False Sharing）

JMH 提供基于注解的 API，并自动处理多次迭代、预热、JVM fork 和统计报告，已被广泛应用于 JDK、Spring、Netty、Lucene 等高性能项目。

示例基准代码

@BenchmarkMode({Mode.Throughput, Mode.AverageTime})
@OutputTimeUnit(TimeUnit.SECONDS)
@State(Scope.Thread)
public class StringConnectTest {

  @Param({"10", "50", "100"})
  private int length;

  @Benchmark
  public void testStringAdd(Blackhole blackhole) {
    String a = "";
    for (int i = 0; i < length; i++) {
      a += i;
    }
    blackhole.consume(a);
  }

  @Benchmark
  public void testStringBuilderAdd(Blackhole blackhole) {
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    for (int i = 0; i < length; i++) {
      sb.append(i);
    }
    blackhole.consume(sb.toString());
  }
}

常用注解说明

注解	说明
`@Benchmark`	声明基准方法，JMH 会多次调用并测量其性能
`@BenchmarkMode`	设置测量模式，如吞吐量（Throughput）、平均时间（AverageTime）
`@OutputTimeUnit`	设置时间单位，如秒（SECONDS）、毫秒、纳秒等
`@State`	设置对象共享粒度，常用为 `Scope.Thread`（每线程独立）
`@Param`	参数化测试，生成多组输入用例

BenchmarkMode 模式说明

模式	含义
`Throughput`	吞吐量，每秒完成操作数
`AverageTime`	每次操作的平均耗时
`SampleTime`	对多个样本测量操作耗时，展示分布
`SingleShotTime`	单次调用耗时，适合冷启动分析
`All`	执行所有模式

在 Gravitino 中使用 JMH

Gravitino 使用 jmh-gradle-plugin 集成 JMH 到 Gradle 构建中。

插件配置

在 build.gradle 中添加：

plugins {
  id "me.champeau.jmh" version "0.7.3"
}

注意：0.6.0 之前版本的插件 ID 为 me.champeau.gradle.jmh

目录结构

基准测试文件需放置于以下目录：

src/jmh/java       # Java 测试代码
src/jmh/resources  # 资源文件（可选）

依赖引入

若基准测试依赖第三方库，如 commons-io，可在 dependencies 中添加：

dependencies {
  jmh 'commons-io:commons-io:2.7'
}

要指定 JMH 版本：

dependencies {
  jmh 'org.openjdk.jmh:jmh-core:1.37'
  jmh 'org.openjdk.jmh:jmh-generator-annprocess:1.37'
}

JMH 测试任务

任务名	说明
`jmhClasses`	编译测试源代码
`jmhRunBytecodeGenerator`	运行字节码生成器
`jmhCompileGeneratedClasses`	编译生成代码
`jmhJar`	打包成可运行 JMH jar
`jmh`	执行所有基准测试（主任务）

执行命令：

./gradlew :core:jmh

常用配置项

jmh {
  includes = ['.*Benchmark']     // 正则匹配要执行的测试类
  iterations = 10                // 测量阶段迭代次数
  warmupIterations = 5           // 预热阶段迭代次数
  fork = 1                       // JVM 启动次数（独立运行）
  threads = 4                    // 工作线程数
  resultFormat = 'CSV'          // 报告格式（CSV、JSON、TEXT等）
  resultsFile = file("$buildDir/reports/jmh/results.csv")
  includeTests = true            // 是否包含 test 目录中的类
  duplicateClassesStrategy = DuplicatesStrategy.FAIL
}