6种快速统计代码执行时间的方法，真香!(史上最全)

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：

publicclassTimeIntervalTest{
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsInterruptedException{
//开始时间
longstime=System.currentTimeMillis();
//执行时间（1s）
Thread.sleep(1000);
//结束时间
longetime=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：

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：

publicclassTimeIntervalTest{
publicstaticvJava面试手册oidmain(String[]args)throwsInterruptedException{
//开始时间
longstime=System.nanoTime();
//执行时间（1s）
Thread.sleep(1000);
//结束时间
longetime=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：

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：

importjava.util.Date;

publicclassTimeIntervJava面试手册alTest{
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsInterruptedException{
//开始时间
Datesdate=newDate();
//执行时间（1s）
Thread.sleep(1000);
//结束时间
Dateedate=newDate();
//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：

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：

StopWatchstopWatch=newStopWatch();
//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：

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：

importorg.apache.commons.lang3.time.StopWatch;

importjava.util.concurrent.TimeUnit;

publicclassTimeIntervalTest{
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsInterruptedException{
StopWatchstopWatch=newStopWatch();
//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：

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：

importcom.google.common.base.Stopwatch;

importjava.util.concurrent.TimeUnit;

publicclassTimeIntervalTest{
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsInterruptedException{
//创建并启动计时器
Stopwatchstopwatch=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：

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：

编程电子书汇总

packageorg.springframework.util;

importjava.text.NumberFormat;
importjava.util.LinkedList;
importjava.util.List;
importjava.util.concurrent.TimeUnit;
importorg.springframework.lang.Nullable;

publicclassStopWatch{
privatefinalStringid;
privatebooleankeepTaskList;
privatefinalListtaskList;
privatelongstartTimeNanos;
@Nullable
privateStringcurrentTaskName;
@Nullable
privateStopWatch.TaskInfolastTaskInfo;
privateinttaskCount;
privatelongtotalTimeNanos;

publicStopWatch(){
this("");
}

publicStopWatch(Stringid){
this.keepTaskList=true;
this.taskList=newLinkedList();
this.id=id;
}

publicStringgetId(){
returnthis.id;
}

publicvoidsetKeepTaskList(booleankeepTaskList){
this.keepTaskList=keepTaskList;
}

publicvoidstart()throwsIllegalStateException{
this.start("");
}

publicvoidstart(StringtaskName)throwsIllegalS编程电子书汇总tateException{
if(this.currentTaskName!=null){
thrownewIllegalStateException("Can'tstartStopWatch:it'salreadyrunning");
}else{
this.currentTaskName=taskName;
this.startTimeNanos=System.nanoTime();
}
}

publicvoidstop()throwsIllegalStateException{
if(this.currentTaskName==null){
thrownewIllegalStateException("Can'tstopStopWatch:it'snotrunning");
}else{
longlastTime=System.nanoTime()-this.startTimeNanos;
this.totalTimeNanos+=lastTime;
this.lastTaskInfo=newStopWatch.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：

publicfinalclassStopwatch{
privatefinalTickerticker;
privatebooleanisRunning;
privatelongelapsedNanos;
privatelongstartTick;
@CanIgnoreReturnValue
publicStopwatchstart(){
Preconditions.checkState(!this.isRunning,"Thisstopwatchisalreadyrunning.");
this.isRunning=true;
this.startTick=this.ticker.read();
returnthis;
}

@CanIgnoreReturnValue
publicStopwatchstop(){
longtick=this.ticker.read();
Preconditions.checkState(this.isRunning,"Thisstopwatchisalreadystopped.");
this.isRunning=false;
this.elapsedNanos+=tick-this.startTick;
returnthis;
}
//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：

publicabstractclassTicker{
privatestaticfinalTickerSYSTEM_TICKER=newTicker(){
publiclongread(){
returnPlatform.systemNanoTime();
}
};
protectedTicker(){
}
publicabstractlongread();
publicstaticTickersystemTicker(){
returnSYSTEM_TICKER;
}
}
finalclassPlatform{
privatestaticfinalLoggerlogger=Logger.getLogger(Platform.class.getName());
privatestatic编程电子书汇总finalPatternCompilerpatternCompiler=loadPatternCompiler();

privatePlatform(){
}

staticlongsystemNanoTime(){
returnSystem.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：

importcom.google.common.base.Stopwatch;

importjava.util.concurrent.TimeUnit;

publicclassTimeIntervalTest{
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsInterruptedException{
//创建并启动计时器
Stopwatchstopwatch=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。

互动话题