Jmh测试JDK,CGLIB,JAVASSIST动态代理方式的性能

前言

JDK,CGLIB,JAVASSIST是常用的动态代理方式。

JDK动态代理仅能对具有接口的类进行代理。

CGLIB动态代理方式的目标类可以没有接口。

Javassist是一个开源的分析、编辑和创建Java字节码的类库，JAVASSIST可以动态修改类，比如添加方法和属性。JAVASSIST的目标类也没有接口限制。

动态代理常用在RPC接口调用中，因此选择一个好的动态代理方式，会对系统性能有一定的提升。

对于代码的性能测试，常规的方法如下，如此是无法获取到准确的性能数据的

long start = System.currentTimeMillis();
xxx.xx();
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("运行时间:"+(end-start));

JMH用来做基准测试，由于JIT编译器会根据代码运行情况进行优化，代码在第一次执行的时候，速度相对较慢，随着运行的次数增加，JIT编译器会对代码进行优化，以达到最佳的性能状态。

JMH可以对代码进行预热，让代码达到最佳的性能状态，再进行性能测试。

更详细的说明参考: 使用JMH做Benchmark基准测试

本博客主要讲解使用JMH对这三种动态代理的对象创建过程和方法调用进行测试。JDK版本是8.0.

代理实现

Jdk方式

public class JdkInvocationHandler  implements InvocationHandler {

    private Object target = null;
    public JdkInvocationHandler(Object object){
        this.target = object;
    }

    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {

        Object result = method.invoke(this.target,args);
        return result;
    }

    public  Object getProxy(){
        Object object =    Proxy.newProxyInstance(
                this.target.getClass().getClassLoader(),
                this.target.getClass().getInterfaces(),
                this);
        return  object;
    }

}

Cglib方式

引入pom

　　　　　<dependency>
            <groupId>cglib</groupId>
            <artifactId>cglib</artifactId>
            <version>3.2.5</version>
        </dependency>

代码

public class CglibProxy  implements MethodInterceptor {

    private Enhancer enhancer = new Enhancer();

    public  Object getProxy(Class clazz){
        enhancer.setSuperclass(clazz);
        enhancer.setCallback(this);
        return enhancer.create();

    }
    public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {

        Object result = methodProxy.invokeSuper(o,objects);

        return result;
    }
}

Javassist方式

pom

　　　　<dependency>
            <groupId>org.openjdk.jmh</groupId>
            <artifactId>jmh-core</artifactId>
            <version>1.20</version>
            <scope>compile</scope>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.openjdk.jmh</groupId>
            <artifactId>jmh-generator-annprocess</artifactId>
            <version>1.20</version>
        </dependency>

代码

public class JavassistProxy {

    public <T> T getProxy(Class<T> interfaceClass){
        ProxyFactory proxyFactory  = new ProxyFactory();

        if(interfaceClass.isInterface()){
            Class[] clz  = new Class[1];
            clz[0] = interfaceClass;
            proxyFactory.setInterfaces(clz);
        }
        else {
            proxyFactory.setSuperclass(interfaceClass);
        }
        proxyFactory.setHandler(new MethodHandler() {
            public Object invoke(Object proxy, Method method, Method method1, Object[] args) throws Throwable {
                Object result = method1.invoke(proxy,args);
                return  result;
            }
        });
        try{
            T bean =  (T)proxyFactory.createClass().newInstance();
            return  bean;
        }
        catch(Exception ex){
            log.error("Javassit 创建代理失败:{}",ex.getMessage());
            return null;
        }
    }

}

性能测试

创建性能测试

@BenchmarkMode(Mode.AverageTime)
@OutputTimeUnit(TimeUnit.NANOSECONDS)
public class ProxyCreateTest {

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

        Options ops = new OptionsBuilder().include(ProxyCreateTest.class.getSimpleName())
                .forks(1).build();
        new Runner(ops).run();
    }

    @Benchmark
    public void CglibProxyCreate(){
        ProxyService proxyService =  (ProxyService)new CglibProxy().getProxy(ProxyServiceImpl.class);
    }

   @Benchmark
    public void JdkProxyCreate(){
       ProxyService proxyService = (ProxyService) new JdkInvocationHandler(new ProxyServiceImpl()).getProxy();
    }

    @Benchmark
    public void JavassistProxyCreate(){
        ProxyService proxyService = (ProxyService)  new JavassistProxy().getProxy(ProxyServiceImpl.class);
    }

}

测试结果

  第一次测试
 * Benchmark                             Mode  Cnt        Score        Error  Units
 * ProxyCreateTest.CglibProxyCreate      avgt   20      192.691 ±      5.962  ns/op
 * ProxyCreateTest.JavassistProxyCreate  avgt   20  2741254.026 ± 334384.484  ns/op
 * ProxyCreateTest.JdkProxyCreate        avgt   20      130.982 ±     14.467  ns/op
 *
 * 第二次测试
 * Benchmark                             Mode  Cnt        Score        Error  Units
 * ProxyCreateTest.CglibProxyCreate      avgt   20      212.150 ±     15.399  ns/op
 * ProxyCreateTest.JavassistProxyCreate  avgt   20  2995729.108 ± 265629.897  ns/op
 * ProxyCreateTest.JdkProxyCreate        avgt   20      124.842 ±      8.404  ns/op
 * 
   第三次测试
 * Benchmark                             Mode  Cnt        Score        Error  Units
 * ProxyCreateTest.CglibProxyCreate      avgt   20      206.603 ±      6.834  ns/op
 * ProxyCreateTest.JavassistProxyCreate  avgt   20  2979335.282 ± 290935.626  ns/op
 * ProxyCreateTest.JdkProxyCreate        avgt   20      129.260 ±      9.020  ns/op

从测试结果来看，javassist的代理对象创建性能最差。最好的是JDK方式。

调用性能测试

//所有测试线程共享一个实例
@State(Scope.Benchmark)
//调用的平均时间，例如“每次调用平均耗时xxx毫秒”，单位是时间/操作数
@BenchmarkMode(Mode.AverageTime)
//单位为纳秒
@OutputTimeUnit(TimeUnit.NANOSECONDS)
public class ProxyRunTest {

    private  ProxyService proxyServiceCglib =  (ProxyService)new CglibProxy().getProxy(ProxyServiceImpl.class);
    private  ProxyService proxyServiceJdk = (ProxyService) new JdkInvocationHandler(new ProxyServiceImpl()).getProxy();
    private  ProxyService proxyServiceJavassist = (ProxyService)  new JavassistProxy().getProxy(ProxyServiceImpl.class);
    public static void main(String args[]) throws Exception{

        Options ops = new OptionsBuilder().include(ProxyRunTest.class.getSimpleName())
                .forks(1).build();
        new Runner(ops).run();
    }
    //方法注解，表示该方法是需要进行 benchmark 的对象。
    @Benchmark
    public void CglibProxyRun(){
        proxyServiceCglib.run();
    }
   @Benchmark
    public void JdkProxyRun(){
       proxyServiceJdk.run();
    }
    @Benchmark
    public void JavassistProxyRun(){
        proxyServiceJavassist.run();
    }

}

测试结果

第一次测试
Benchmark                       Mode  Cnt   Score   Error  Units
ProxyRunTest.CglibProxyRun      avgt   20   9.918 ± 1.268  ns/op
ProxyRunTest.JavassistProxyRun  avgt   20  34.226 ± 2.655  ns/op
ProxyRunTest.JdkProxyRun        avgt   20   5.225 ± 0.449  ns/op
第二次测试
Benchmark                       Mode  Cnt   Score   Error  Units
ProxyRunTest.CglibProxyRun      avgt   20   6.975 ± 0.629  ns/op
ProxyRunTest.JavassistProxyRun  avgt   20  31.707 ± 0.885  ns/op
ProxyRunTest.JdkProxyRun        avgt   20   5.442 ± 0.514  ns/op
第三次测试
Benchmark                       Mode  Cnt   Score   Error  Units
ProxyRunTest.CglibProxyRun      avgt   20   8.079 ± 1.381  ns/op
ProxyRunTest.JavassistProxyRun  avgt   20  33.916 ± 2.904  ns/op
ProxyRunTest.JdkProxyRun        avgt   20   5.947 ± 0.498  ns/op

从测试结果来看，javassist的代理对象调用执行性能最差。最好的是JDK方式。

总结

1.不管是代理创建还是方法调用执行，Javassist方式的性能最好，JDK的方式最差。

2.对于实际使用过程中。代理对象一般只会创建一次，创建完成后缓存起来供后续使用，因此创建过程的性能对整体性能影响不大。JDK方式和CGLIB方式的方法调用执行性能差不多，实际可根据代理对象有无接口进行选择。