System.getCurrentTimeMillis() 的性能开销

Question

我正在制作一种概率模拟器，它将运行一定时间或一定数量的重复。我正在寻找优化它，它目前是多线程的，每个ProbabilityWorker 扩展Thread，主程序将自动分配n 线程，其中n 是但是许多线程可用（例如：on我的 Core i3-7100U，这是 4)。

我正在分析它的性能，我意识到我用来获取当前时间相对于结束时间的方法会导致大量开销。

对于可以“运行一定时间”的模式，我将new Date 对象作为循环条件的一部分，然后我将其更改为更快的System.currentTimeMillis() 以尝试节省时间，但我注意到即使这样也会产生开销。

我的run 函数如下所示：

public void run() {
    if (mode) {
        while (completed < repitions) {
            resultSet[randy.nextInt(o)]++;
            completed++;
        }
    } else {
        while (System.currentTimeMillis() < endTime) {
            resultSet[randy.nextInt(o)]++;
            completed++;
        }
    }
    done = true;
}

其中mode 是true，如果运行一定数量的重复，randy 是随机数，o 是可能结果的数量，endTime 是以毫秒为单位的终点，系统时间 (可以修改，程序需要几秒钟，endTime是由当前时间加上secondsInput * 1000计算出来的。

另外，在同一个 Core i3-7100U 上，这些是我的性能统计：

DE-WEY-LAPTOP:/mnt/c/Users/danny/Documents/Programming/Data Structures/Probability$ java Main -n 10000000000

Running 10000000000 repitions of the probability simulator with 2 possible outcomes.
4 threads detected on system; doing 2500000000 repitions per thread.
Done. Gathering results from worker threads...
Done. Printing results...
Outcome 1: 4999997330 out of 10000000000 (49.9999733%)
Outcome 2: 5000002670 out of 10000000000 (50.0000267%)
Time taken: 43.443 seconds (2.301866813986143E8 ops/sec)

DE-WEY-LAPTOP:/mnt/c/Users/danny/Documents/Programming/Data Structures/Probability$ java Main -t 44

Running the probability simulator for 44 seconds using 4 threads.
Done. Gathering results from worker threads...
Done. Printing results...
Outcome 1: 141568074 out of 283130850 (50.000935609807264%)
Outcome 2: 141562776 out of 283130850 (49.999064390192736%)
Time taken: 44 seconds (6434792.045454546 ops/sec)

我的问题是，有没有办法优化System.currentTimeMillis() 调用以使其不存在或减少所需的时间？我可以使用另一个更快的呼叫吗？

Answer 1

您真的应该研究System.nanoTime（并坚持下去）- 这是您在 JVM AFAIK 中可以获得的最佳结果。除了它在没有任何时钟时间概念的情况下测量经过的时间这一事实之外，它也是最快的 - 这就是JMH 使用它的原因（或我希望的任何其他理智的微基准）。

除了System.currentTimeMillis 返回ms 精度（并且有些事情比1ms 完成得更快）这一事实之外，两次调用此方法can return a negative value 之间的区别。

但有两件事要记住，首先是每次调用 System.nanoTime 都会对性能产生影响，平均而言（在我的 CPU 和 JVM-9 附近）25 ns 每称呼。

最后一点是System.nanoTime 具有纳秒精度，但没有纳秒精度。这意味着当您调用时：

long start = System.nanoTime();
long end = System.nanoTime();

两个结果都将返回一个具有纳秒精度的数字，即它们将有多个数字。

但是这个数字不可能很准确。嗯，根据你可能会问的准确。由于System.nanoTime 返回的值是任意的，因此没有可与之比较的值，除非对System.nanoTime 进行其他调用，因此：

long result = end - start;

是/可能不会是纳秒级的精确结果。其误差约为 1 微秒，在我的笔记本电脑上约为 0.2-0.5 微秒。

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使用System.nanoTime，没有更快或更细粒度的东西。