测量代码段的 Java 执行时间、内存使用情况和 CPU 负载

Question

对于特定的 Java 代码段，我想测量：

• 执行时间（很可能线程执行时间）
• 内存使用情况
• CPU 负载（特别是代码段）

我是一个相对的 Java 新手，不熟悉如何实现这一点。 我被提到了 JMX，但是我不确定如何使用它，对于我想要做的事情来说，JMX 看起来有点“重”。

理想情况下，我想要一些测量类，可以告诉我想要测量什么，可以选择在代码段和 stop()< 之前调用 start() 方法/code> 之后的方法。 相关指标将记录到我指定的文件中。

例如：

import com.example.metricLogger;

metricLogger logger = new metricLogger();

logger.setLogPath(pathToLogFile);
logger.monitor(executionTime);
logger.monitor(memoryUsage);
logger.monitor(cpuLoad);

logger.start();

/* Code to be measured */

logger.stop();

是否有任何标准/通用/常规方法可以在 Java 中实现这一目标？

此类测量用于一次性性能比较，因此我不会寻找任何生产中的长期方法监控流程。

我非常高兴能够参考教程或外部示例，并且不期望在这里得到完整的答案。 也就是说，如果能够实现像上面这样简单的事情，那么一个现实的例子就会非常顺利。

Answer 1

分析可能是一个更简单的选择，因为您不需要生产中的统计数据。 分析也不需要修改代码。 VisualVM（随 JDK 1.6.06+ 一起提供）是一个简单的工具。 如果您想要更深入的东西，我会选择 Eclipse TPTP、Netbeans profiler 或 JProfiler（付费）。

如果您想自己编写，请考虑以下事项：

可以通过“计时”您感兴趣的部分来完成执行时间等简单测量：

long start = System.nanoTime(); // requires java 1.5
// Segment to monitor
double elapsedTimeInSec = (System.nanoTime() - start) * 1.0e-9;

您可以使用类似的技术通过 Runtime.getRuntime().*memory 来监视内存（） 方法。 请记住，跟踪垃圾收集环境中的内存使用情况比简单的减法更棘手。

CPU 负载在 Java 中很难测量，我通常坚持执行时间并优化较长/重复的部分

Answer 2

使用 ThreadMXBean，您可以获得各个线程的 CPU 使用率和消耗的 cpu 时间，而不是可能有用的运行时间。

但是，使用分析器通常更简单，因为此过程通常会生成大量数据，并且您需要一个良好的可视化工具来查看正在发生的情况。

我使用 Yourkit 是因为我发现它比我使用过的其他分析器更容易解决问题。
我还使用内置 hprof，因为这可以为您提供有关应用程序配置文件的不同视图（但没那么有用）

Answer 3

使用 Java Profiler 是最好的选择，它可以让您深入了解代码。 即响应时间、线程调用跟踪、内存利用率等

我建议您JENSOR，一个开源 Java Profiler，因其易于使用且 CPU 开销较低。 您可以下载它、检测代码并获取有关代码所需的所有信息。

您可以从以下位置下载：http://jensor.sourceforge.net/

Answer 4

我们可以通过收集执行期间的 cpu 和内存指标来测量特定调用方法期间使用的 cpu 和内存。
当然，如果其他方法的其他并发线程在执行期间消耗内存和CPU，那么您就会陷入困境。 因此，当您能够以隔离的方式执行方法时，这是一种有效的方法。

对于 CPU，您可以获得其当前值：

OperatingSystemMXBean osBean = ManagementFactory.getPlatformMXBean(
            OperatingSystemMXBean.class); 
double processCpuLoad = osBean.getProcessCpuLoad();

对于内存，您可以这样做：

MemoryMXBean memoryMXBean = ManagementFactory.getMemoryMXBean();
int currentHeapUsedInMo = (int) (memoryMXBean.getHeapMemoryUsage().getUsed() / 1_000_000);

关于内存测量，在执行方法之前等待主要收集可以提高其可靠性。

例如，类似的内容可能会有所帮助：

import com.google.common.testing.GcFinalization;

GcFinalization.awaitFullGc();
foo.execute(); // method to execute

GcFinalization 来自Guava 测试库。

所有这些都几乎没有开销。 因此，我们的想法是为要监视的每个调用的方法收集指标（例如每秒），并在方法返回时计算最大值/平均值或任何有用的信息。

我赞成 AOP 这样做。
Spring AOP 是创建切面并为其设置切入点的简单而良好的方法，但如果您需要 AOP 功能方面的某些特定功能，您也可以使用 AspectJ 来完成。