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代码运行时间测量：告别 System.currentTimeMillis

System.currentTimeMillis() 的陷阱

当提到代码运行时间的测量，大多数程序员的首选工具都是 System.currentTimeMillis()。它简单易用，只需调用就能获得当前时间戳，通过减去先前调用值便可计算运行时间。然而，System.currentTimeMillis() 暗藏了一个致命缺陷：它更适合用于计算时间点，而非时间间隔。

原因在于，System.currentTimeMillis() 返回一个表示从 1970 年 1 月 1 日 0 时 0 分 0 秒到当前时间的毫秒数。这是一个单调递增的值，不会跳跃或回退。

但在测量代码运行时间时，System.currentTimeMillis() 会遇到问题。在某些情况下，它的值可能在极短的时间内多次改变。例如，系统时间调整或计算机进入休眠状态时，System.currentTimeMillis() 的值可能突然变化。

这会导致使用 System.currentTimeMillis() 计算的代码运行时间出现误差。因此，为了更精确地测量代码运行时间，最好另觅良方。

代码运行时间测量的进阶技巧

除 System.currentTimeMillis() 外，还有多种测量代码运行时间的方法，各有优缺点，适用场景不一。

• System.nanoTime() ：返回从特定固定时间点到当前时间的纳秒数，精度更高，可达纳秒级。不过，它的返回值是一个难以理解和处理的 long 型数字。

long startTime = System.nanoTime();
// 运行代码
long endTime = System.nanoTime();
long duration = endTime - startTime; // 运行时间（纳秒）

• Stopwatch ：一个用于测量代码运行时间的类，提供了 start()、stop() 和 getElapsedTime() 等方法。精度高，可达纳秒级。但需要手动启动和停止，比较麻烦。

Stopwatch stopwatch = new Stopwatch();
stopwatch.start();
// 运行代码
stopwatch.stop();
long duration = stopwatch.getElapsedTime(); // 运行时间（纳秒）

• JMH ：一个 Java 微基准测试框架，功能强大，可帮助更精确地测量代码运行时间。但复杂度较高，需要一定的学习成本。

选择适合你的方法

选择代码运行时间测量方法时，需要考虑以下因素：

• 精度 ：所需精度有多高？
• 易用性 ：是否希望使用简单易用的方法？
• 性能 ：是否需要高性能的方法？

根据这些因素，即可选择最适合的代码运行时间测量方法。

代码运行时间优化技巧

除了选择合适的测量方法，还可以通过一些技巧来优化代码运行时间：

• 减少不必要的循环 ：循环会消耗大量性能，应尽可能减少不必要的循环。
• 使用高效的数据结构 ：选择适合代码需求的高效数据结构。
• 避免阻塞操作 ：阻塞操作会使线程挂起，导致代码运行速度变慢，应尽量避免使用。

常见问题解答

• 为什么 System.currentTimeMillis() 不适合测量代码运行时间？
  因为它在某些情况下会多次快速变化，导致计算结果出现误差。

• System.nanoTime() 和 Stopwatch 有什么区别？
  Stopwatch 使用起来更方便，而 System.nanoTime() 精度更高。

• 如何优化代码运行时间？
  减少不必要的循环、使用高效的数据结构和避免阻塞操作。

• JMH 有什么优点？
  功能强大，可以更精确地测量代码运行时间。

• 如何选择最合适的测量方法？
  考虑所需的精度、易用性和性能。