直接 java.nio.ByteBuffer vs Java Array 性能测试

Question

我想比较直接字节缓冲区（java.nio.ByteBuffer，堆外）和堆缓冲区（通过数组实现）的读取和写入性能。我的理解是，ByteBuffer 在堆外比堆缓冲区至少有两个好处。首先，它不会被 GC 考虑，其次（我希望我做对了）JVM 在读取和写入它时不会使用中间/临时缓冲区。这些优点可能使堆外缓冲区比堆缓冲区更快。如果这是正确的，我不应该期望我的基准显示相同吗？它总是比非堆缓冲区更快地显示堆缓冲区。

@BenchmarkMode(Mode.AverageTime)
@OutputTimeUnit(TimeUnit.MILLISECONDS)
@State(Scope.Benchmark)
@Fork(value = 2, jvmArgs = {"-Xms2G", "-Xmx4G"})
@Warmup(iterations = 3)
@Measurement(iterations = 10)
public class BasicTest {

    @Param({"100000"})
    private int N;

    final int bufferSize = 10000;

    ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(8 * bufferSize);
    long buffer[] = new long[bufferSize];


    public static void main(String arep[]) throws  Exception {

        Options opt = new OptionsBuilder()
                .include(BasicTest.class.getSimpleName())
                .forks(1)
                .build();

        new Runner(opt).run();

    }


    @Benchmark
    public void offHeapBuffer(Blackhole blackhole) {

        IntStream.range(0, bufferSize).forEach(index -> {
            byteBuffer.putLong(index, 500 * index);
            blackhole.consume(byteBuffer.get(index));
        });

    }

    @Benchmark
    public void heapBuffer(Blackhole blackhole) {

        IntStream.range(0, bufferSize).forEach(index -> {
            buffer[index] = 500 * index;
            blackhole.consume(buffer[index]);
        });

    }
}

运行完成。总时间：00:00:37

基准 (N) 模式 Cnt 分数误差单位

BasicTest.heapBuffer 100000 avgt 10 0.039 ± 0.003 ms/op

BasicTest.offHeapBuffer 100000 avgt 10 0.050 ± 0.007 ms/op

Answer 1

不会被 GC 考虑

当然GC会考虑。

垃圾收集器确定缓冲区不再使用，然后释放内存。

我不应该期望我的基准测试显示 [该] 堆外缓冲区 [is] 比堆缓冲区快吗？

堆外不会使缓冲区更快地进行内存访问。

一个直接缓冲区会更快，当Java的交流与操作系统的缓冲区的字节数。由于您的代码不执行 I/O，因此使用直接缓冲区没有性能优势。

正如javadoc所说：

给定一个直接字节缓冲区，Java 虚拟机将尽最大努力直接在其上执行本机 I/O 操作。也就是说，它将尝试避免在每次调用底层操作系统的本机 I/O 操作之前（或之后）将缓冲区的内容复制到（或从）中间缓冲区。