6种快速统计代码执行时间的方法，真香!

栏目: IT技术 · 发布时间: 4年前

我们在日常开发中经常需要测试一些代码的执行时间，但又不想使用向 JMH(Java Microbenchmark Harness，Java 微基准测试套件)这么重的测试框架，所以本文就汇总了一些 Java 中比较常用的执行时间统计方法，总共包含以下 6 种，如下图所示：

方法一：System.currentTimeMillis此方法为 Java 内置的方法，使用 System#currentTimeMillis 来统计执行的时间(统计单位：毫秒)，示例代码如下：

public class TimeIntervalTest { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { // 开始时间 long stime = System.currentTimeMillis(); // 执行时间(1s) Thread.sleep(1000); // 结束时间 long etime = System.currentTimeMillis(); // 计算执行时间 System.out.printf("执行时长：%d 毫秒.", (etime - stime)); }}

以上程序的执行结果为：

执行时长：1000 毫秒.

方法二：System.nanoTime此方法为 Java 内置的方法，使用 System#nanoTime 来统计执行时间(统计单位：纳秒)，它的执行方法和 System#currentTimeMillis 类似，示例代码如下：

public class TimeIntervalTest { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { // 开始时间 long stime = System.nanoTime(); // 执行时间(1s) Thread.sleep(1000); // 结束时间 long etime = System.nanoTime(); // 计算执行时间 System.out.printf("执行时长：%d 纳秒.", (etime - stime)); }}

以上程序的执行结果为：

执行时长：1000769200 纳秒.

小贴士：1 毫秒 = 100 万纳秒。

方法三：new Date此方法也是 Java 的内置方法，在开始执行前 new Date() 创建一个当前时间对象，在执行结束之后 new Date() 一个当前执行时间，然后再统计两个 Date 的时间间隔，示例代码如下：

import java.util.Date;public class TimeIntervalTest { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { // 开始时间 Date sdate = new Date(); // 执行时间(1s) Thread.sleep(1000); // 结束时间 Date edate = new Date(); // 统计执行时间(毫秒) System.out.printf("执行时长：%d 毫秒." , (edate.getTime() - sdate.getTime())); }}

以上程序的执行结果为：

执行时长：1000 毫秒.

方法四：Spring StopWatch如果我们使用的是 Spring 或 Spring Boot 项目，可以在项目中直接使用 StopWatch 对象来统计代码执行时间，示例代码如下：

StopWatch stopWatch = new StopWatch();// 开始时间stopWatch.start();// 执行时间(1s)Thread.sleep(1000);// 结束时间stopWatch.stop();// 统计执行时间(秒)System.out.printf("执行时长：%d 秒.%n", stopWatch.getTotalTimeSeconds()); // %n 为换行// 统计执行时间(毫秒)System.out.printf("执行时长：%d 毫秒.%n", stopWatch.getTotalTimeMillis()); // 统计执行时间(纳秒)System.out.printf("执行时长：%d 纳秒.%n", stopWatch.getTotalTimeNanos());

以上程序的执行结果为：

执行时长：0.9996313 秒. 执行时长：999 毫秒. 执行时长：999631300 纳秒.

小贴士：Thread#sleep 方法的执行时间稍有偏差，在 1s 左右都是正常的。

方法五：commons-lang3 StopWatch如果我们使用的是普通项目，那我们可以用 Apache commons-lang3 中的StopWatch 对象来实现时间统计，首先先添加 commons-lang3 的依赖：

org.apache.commons commons-lang3 3.10

然后编写时间统计代码：

import org.apache.commons.lang3.time.StopWatch;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class TimeIntervalTest { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { StopWatch stopWatch = new StopWatch(); // 开始时间 stopWatch.start(); // 执行时间(1s) Thread.sleep(1000); // 结束时间 stopWatch.stop(); // 统计执行时间(秒) System.out.println("执行时长：" + stopWatch.getTime(TimeUnit.SECONDS) + " 秒."); // 统计执行时间(毫秒) System.out.println("执行时长：" + stopWatch.getTime(TimeUnit.MILLISECONDS) + " 毫秒."); // 统计执行时间(纳秒) System.out.println("执行时长：" + stopWatch.getTime(TimeUnit.NANOSECONDS) + " 纳秒."); }}

以上程序的执行结果为：

执行时长：1 秒. 执行时长：1000 毫秒.

执行时长：1000555100 纳秒.

方法六：Guava Stopwatch除了 Apache 的 commons-lang3 外，还有一个常用的 Java 工具包，那就是 Google 的 Guava，Guava 中也包含了 Stopwatch 统计类。首先先添加 Guava 的依赖：

com.google.guava guava 29.0-jre

然后编写时间统计代码：

import com.google.common.base.Stopwatch;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class TimeIntervalTest { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { // 创建并启动计时器 Stopwatch stopwatch = Stopwatch.createStarted(); // 执行时间(1s) Thread.sleep(1000); // 停止计时器 stopwatch.stop(); // 执行时间(单位：秒) System.out.printf("执行时长：%d 秒. %n", stopwatch.elapsed().getSeconds()); // %n 为换行 // 执行时间(单位：毫秒) System.out.printf("执行时长：%d 豪秒.", stopwatch.elapsed(TimeUnit.MILLISECONDS)); }}

以上程序的执行结果为：

执行时长：1 秒.

执行时长：1000 豪秒.

原理分析本文我们从 Spring 和 Google 的 Guava 源码来分析一下，它们的 StopWatch 对象底层是如何实现的?

1.Spring StopWatch 原理分析

在 Spring 中 StopWatch 的核心源码如下：

package org.springframework.util;import java.text.NumberFormat;import java.util.LinkedList;import java.util.List;import java.util.concurrent.TimeUnit;import org.springframework.lang.Nullable;public class StopWatch { private final String id; private boolean keepTaskList; private final List taskList; private long startTimeNanos; @Nullable private String currentTaskName; @Nullable private StopWatch.TaskInfo lastTaskInfo; private int taskCount; private long totalTimeNanos; public StopWatch() { this(""); } public StopWatch(String id) { this.keepTaskList = true; this.taskList = new LinkedList(); this.id = id; } public String getId() { return this.id; } public void setKeepTaskList(boolean keepTaskList) { this.keepTaskList = keepTaskList; } public void start() throws IllegalStateException { this.start(""); } public void start(String taskName) throws IllegalStateException { if (this.currentTaskName != null) { throw new IllegalStateException("Can't start StopWatch: it's already running"); } else { this.currentTaskName = taskName; this.startTimeNanos = System.nanoTime(); } } public void stop() throws IllegalStateException { if (this.currentTaskName == null) { throw new IllegalStateException("Can't stop StopWatch: it's not running"); } else { long lastTime = System.nanoTime() - this.startTimeNanos; this.totalTimeNanos += lastTime; this.lastTaskInfo = new StopWatch.TaskInfo(this.currentTaskName, lastTime); if (this.keepTaskList) { this.taskList.add(this.lastTaskInfo); } ++this.taskCount; this.currentTaskName = null; } } // .... 忽略其他代码}

从上述 start() 和 stop() 的源码中可以看出，Spring 实现时间统计的本质还是使用了 Java 的内置方法 System.nanoTime() 来实现的。

2.Google Stopwatch 原理分析

Google Stopwatch 实现的核心源码如下：

public final class Stopwatch { private final Ticker ticker; private boolean isRunning; private long elapsedNanos; private long startTick; @CanIgnoreReturnValue public Stopwatch start() { Preconditions.checkState(!this.isRunning, "This stopwatch is already running."); this.isRunning = true; this.startTick = this.ticker.read(); return this; } @CanIgnoreReturnValue public Stopwatch stop() { long tick = this.ticker.read(); Preconditions.checkState(this.isRunning, "This stopwatch is already stopped."); this.isRunning = false; this.elapsedNanos += tick - this.startTick; return this; } // 忽略其他源码...}

从上述源码中可以看出 Stopwatch 对象中调用了 ticker 类来实现时间统计的，那接下来我们进入 ticker 类的实现源码：

public abstract class Ticker { private static final Ticker SYSTEM_TICKER = new Ticker() { public long read() { return Platform.systemNanoTime(); } }; protected Ticker() { } public abstract long read(); public static Ticker systemTicker() { return SYSTEM_TICKER; }}final class Platform { private static final Logger logger = Logger.getLogger(Platform.class.getName()); private static final PatternCompiler patternCompiler = loadPatternCompiler(); private Platform() { } static long systemNanoTime() { return System.nanoTime(); } // 忽略其他源码...}

从上述源码可以看出 Google Stopwatch 实现时间统计的本质还是调用了 Java 内置的 System.nanoTime() 来实现的。

结论

对于所有框架的 StopWatch 来说，其底层都是通过调用 Java 内置的 System.nanoTime() 得到两个时间，开始时间和结束时间，然后再通过结束时间减去开始时间来统计执行时间的。

总结本文介绍了 6 种实现代码统计的方法，其中 3 种是 Java 内置的方法：

System.currentTimeMillis()

System.nanoTime()

new Date()

还介绍了 3 种常用框架 spring、commons-langs3、guava 的时间统计器 StopWatch。

在没有用到 spring、commons-langs3、guava 任意一种框架的情况下，推荐使用 System.currentTimeMillis() 或 System.nanoTime() 来实现代码统计，否则建议直接使用StopWatch 对象来统计执行时间。

知识扩展—Stopwatch 让统计更方便StopWatch 存在的意义是让代码统计更简单，比如 Guava 中 StopWatch 使用示例如下：

import com.google.common.base.Stopwatch;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class TimeIntervalTest { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { // 创建并启动计时器 Stopwatch stopwatch = Stopwatch.createStarted(); // 执行时间(1s) Thread.sleep(1000); // 停止计时器 stopwatch.stop(); // 执行统计 System.out.printf("执行时长：%d 毫秒. %n", stopwatch.elapsed(TimeUnit.MILLISECONDS)); // 清空计时器 stopwatch.reset(); // 再次启动统计 stopwatch.start(); // 执行时间(2s) Thread.sleep(2000); // 停止计时器 stopwatch.stop(); // 执行统计 System.out.printf("执行时长：%d 秒. %n", stopwatch.elapsed(TimeUnit.MILLISECONDS)); }}

我们可以使用一个 Stopwatch 对象统计多段代码的执行时间，也可以通过指定时间类型直接统计出对应的时间间隔，比如我们可以指定时间的统计单位，如秒、毫秒、纳秒等类型。

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