關於Java的取時間方法的爭論

捏造的信仰發表於2022-01-13
Java

Java有兩個取時間的方法：System.currentTimeMillis() 和 System.nanoTime()，它們的使用場景是有區別的，當前網上一些文章對於這兩個方法的效能問題存在一些片面的描述，本文希望能給出一個簡單的最終答案。

System.currentTimeMillis() 存在效能問題？

答案是否定的。這兩個方法效能差異取決於作業系統。

Windows:

在 Windows 下，System.currentTimeMillis() 比 System.nanoTime() 要快很多，這是因為 Windows 系統為前者提供的只是一個快取變數，而後者則是實時的去硬體底層獲取計數。

因此如果你的生產環境是 Windows，請務必不要使用 System.nanoTime() !

Linux:

在 Linux 下，兩者的執行耗時相差不大，不論是單執行緒還是多執行緒。

不同的虛擬機器實現會帶來效能差異

如今的雲主機主要有 Xen 和 KVM 兩種實現方式，網上有文章發現它們在取系統時間方面存在效能差異。

文章地址： https://www.javaadvent.com/20...

當你的虛擬機器用的是 Xen 時，取時間的耗時會是 KVM 的十倍以上。不過上文也提供了遇到此類問題該如何解決的方案。

需要寫一個專門的類來提升 System.currentTimeMillis() 效能嗎？

不需要。那屬於畫蛇添足。

我的測試程式碼

我的測試程式碼如下，沒有任何依賴，可以直接用 javac 編譯然後執行。讀者有興趣可以試試：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.function.Consumer;

public class TimePerformance {

    public static final int LOOP_COUNT = 9999999;
    public static final int THREAD_COUNT = 30;

    public static void main(String[] args) {

        Runnable millisTest = () -> {

            long start = System.currentTimeMillis();
            for (int i = 0; i < LOOP_COUNT; i++) {
                System.currentTimeMillis();
            }
            long end = System.currentTimeMillis();

            System.out.printf("%s : %f ns per call\n",
                    Thread.currentThread().getName(), ((double)end - start) * 1000000 / LOOP_COUNT);
        };

        Runnable nanoTest = () -> {

            long start = System.currentTimeMillis();
            for (int i = 0; i < LOOP_COUNT; i++) {
                System.nanoTime();
            }
            long end = System.currentTimeMillis();

            System.out.printf("%s : %f ns per call\n",
                    Thread.currentThread().getName(), ((double)end - start) * 1000000 / LOOP_COUNT);
        };

        Consumer<Runnable> testing = test -> {
            System.out.println("Single thread test:");
            test.run();

            System.out.println(THREAD_COUNT + " threads test:");
            List<Thread> threads = new ArrayList<>();
            for (int i = 0; i < THREAD_COUNT; i++) {
                Thread t = new Thread(test);
                t.start();
                threads.add(t);
            }
            // Wait for all threads to finish
            threads.forEach(thread -> {
                try {
                    thread.join();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
        };

        System.out.println("//// Test System.nanoTime()");
        testing.accept(nanoTest);
        System.out.println("//// Test System.currentTimeMillis()");
        testing.accept(millisTest);
    }
}

因為我用的是 Windows，所以執行輸出當中 System.nanoTime() 明顯非常慢。具體輸出內容我就不放出來了，因為不具有參考價值，大多數生產環境用的是 Linux。

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