了解 JMH Java 中的 GC 分析器

Question

我正在使用 Java Microbenchmarking Harness 运行一些实验，特别是我正在使用 GC 分析器。关于解释 GC 分析器的结果，我有三个问题。

这是我的基准：

@Benchmark
    public void benchmarkPiecewiseDNFModel(Blackhole blackhole) {
        // Run the method and consume the output to avoid dead code elimination
        PiecewiseCausalModel model = creator.PiecewiseDNFModel(users);
        blackhole.consume(model);
    }

基准测试中的方法创建了大量析取范式形式的布尔公式。对于该基准测试的单次运行，通过一次预热，我获得了以下结果：

Benchmark                                                           (users)  Mode  Cnt            Score   Error   Units
BenchmarkModelCreator.benchmarkPiecewiseDNFModel                         650    ss                77.664            s/op
BenchmarkModelCreator.benchmarkPiecewiseDNFModel:gc.alloc.rate           650    ss               809.123          MB/sec
BenchmarkModelCreator.benchmarkPiecewiseDNFModel:gc.alloc.rate.norm      650    ss       65892091888.000            B/op
BenchmarkModelCreator.benchmarkPiecewiseDNFModel:gc.count                650    ss                61.000          counts
BenchmarkModelCreator.benchmarkPiecewiseDNFModel:gc.time                 650    ss               332.000              ms

我试图在该基准测试的单次测量迭代的背景下解释这些结果。我似乎无法找到以下问题的明确答案：

(1) GC 分析器测量的具体是什么，尤其是在 gc.alloc.rate.norm 中？ 报告的 65 GB 是一个累积数字，因此 GC 分析器似乎是求和在每个垃圾收集事件之前增加内存分配？准确吗？这是我的操作每秒分配的平均内存量吗？

(2) 准确地说，操作是如何定义的？ 特别是，操作是我的基准测试（creator.PiecewiseDNFModel）中方法的单次调用吗？或者，操作是否以更细粒度的方式定义来处理 PiecewiseDNFModel 本身的不同部分？

(3) 使用 GC 分析器来测量一段代码的内存占用量（考虑到其累积测量方法），这不是有点误导吗？ 例如，如果我有一个操作恰好需要很长时间，但是比如说，在给定时刻仅用完 100MB，那么 GC 分析器将报告大量的 gc.alloc.rate.norm，但该进程在我的机器上的实际负担非常低。似乎一个在任何时候报告最大内存使用情况的分析器更合适。如果这是正确的（我愿意接受反对），那么任何人都可以建议一种更合适的分析方法吗？

我预先感谢您就这三点提供的澄清。

Answer 1

第二个问题的答案是，“操作”是每次调用

@Benchmark

方法（除非您通过用

@OperationsPerInvocation

注释该方法来覆盖它），所以是的，在您的情况下，它是调用次数到

creator.PiecewiseDNFModel

。

关于您的第一个问题，据报告，gc.alloc.rate 是您的方法分配的 MB/秒数。 gc.alloc.rate.norm 是调用的每个“操作”（如上所述）分配的字节数。 这些都是（据我理解）使用相同分子的计算。

关于你的第三个问题...

对于一个对象，我们可以将其视为存在两种状态之一 - 使用中和垃圾。 “正在使用”的对象是“可访问的”并且将来可能被程序使用的对象。 如果一个对象不可访问，但尚未被收集，则该对象是“垃圾”。 （还有第三种状态leaked，一个对象如果可达，则具有leaked，不会变得不可达，但永远不会再次使用，但这对于本次讨论来说不是必要的）。 在运行垃圾收集之前，我们无法知道对象是否是垃圾。 （据我所知，在Java中，没有办法在不执行收集的情况下运行分析）。 因此，JMH 无法区分在操作期间分配 50 MB 的代码 (c1)（所有这些在操作退出之前都在使用中）和分配的代码 (c2)，它们立即导致无法访问，10 MB，但执行了 5 次每次操作。 在这两种情况下，操作都分配了 50 MB，这就是 JMH 分析器所知道的全部内容。 也就是说，像 JMH 这样的东西的主要目的是帮助您比较同一“事物”的两个（或多个）不同实现。 大多数情况下，有趣的是这些分数的相对差异，而不是绝对数字。