Java 为什么某些函数的执行时间差别很大？

我的代码：

import java.math.BigDecimal;
public class ScienceFair {

private static long NewtonMethod()
{
    BigDecimal TWO = new BigDecimal(2);
    BigDecimal SQRT_TWO = new BigDecimal("1.4142135623730950488016887242096980785696718753769480731766797379907324784621070388503875343276415727");
    BigDecimal TOLERANCE = BigDecimal.ONE.scaleByPowerOfTen(-100);

    long start = System.nanoTime();

    BigDecimal a = new BigDecimal(1);

    while(a.subtract(SQRT_TWO).abs().compareTo(TOLERANCE) >= 0) {
        a = a.add(TWO.divide(a, 100, BigDecimal.ROUND_HALF_UP)).divide(TWO);
    }

    return System.nanoTime() - start;
}

private static long MidpointMethod()
{
    BigDecimal TWO = new BigDecimal(2);
    BigDecimal SQRT_TWO = new BigDecimal("1.4142135623730950488016887242096980785696718753769480731766797379907324784621070388503875343276415727");
    BigDecimal TOLERANCE = BigDecimal.ONE.scaleByPowerOfTen(-100);

    long start = System.nanoTime();

    BigDecimal a = new BigDecimal(1);
    BigDecimal b = new BigDecimal(2);
    while(a.add(b).divide(TWO).subtract(SQRT_TWO).abs().compareTo(TOLERANCE) >= 0) {
        if(a.multiply(a).subtract(TWO).abs().compareTo(b.multiply(b).subtract(TWO).abs()) == 1)
        {
            a = a.add(b).divide(TWO);
        }
        else
        {
            b = a.add(b).divide(TWO);
        }
    }
    return System.nanoTime() - start;
}
private static long SecantMethod()
{
    BigDecimal TWO = new BigDecimal(2);
    BigDecimal SQRT_TWO = new BigDecimal("1.4142135623730950488016887242096980785696718753769480731766797379907324784621070388503875343276415727");
    BigDecimal TOLERANCE = BigDecimal.ONE.scaleByPowerOfTen(-100);

    long start = System.nanoTime();

    BigDecimal a = new BigDecimal(1);
    BigDecimal b = new BigDecimal(2);
    BigDecimal b_old = new BigDecimal(2);
    while(a.add(b).divide(TWO).subtract(SQRT_TWO).abs().compareTo(TOLERANCE) >= 0) {
        b_old = b;
        b = a.multiply(b).add(TWO).divide(a.add(b), 100, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
        a = b_old;
    }

    return System.nanoTime() - start;
}

public static void main(String[] args) {
    double a = 0;
    int trials = 100;
    for(int i=1; i<= trials; i++)
    {
        a += (NewtonMethod() / 10e6);
    }
    System.out.printf("Newton's Method: %f\n", a/trials);
    a = 0;
    for(int i=1; i<= trials; i++)
    {
        a += (MidpointMethod() / 10e6);
    }
    System.out.printf("Midpoint Method: %f\n", a/trials);
    a = 0;
    for(int i=1; i<= trials; i++)
    {
        a += (SecantMethod() / 10e6);
    }
    System.out.printf("Secant Method: %f\n", a/trials);
}
}

---

一般来说，对Java代码进行基准测试是困难的。您的简单基准不够可靠

我发现您的方法存在三个问题（可能还有更多问题）：

您不能让JVM“预热”。当同一代码多次运行时，JVM开始优化。例如，内联并开始启动

在测量期间，GC可以打开。它可能会把结果搞得一团糟

JVM只在类第一次使用时加载它们。因此，使用

java.math.BigDecimal

的第一个方法是不吉利的，因为它浪费了将该类加载到内存中的时间。其他方法没有此惩罚-

BigDecimal

已加载

我向你推荐两件事：

阅读这篇伟大的文章：

使用可靠的Java基准测试框架-。它会自动生成在线可见的漂亮报告——参考此

---

（当您正确执行基准测试时-在评论中发布一个链接。我想看看您的方法如何执行）

一般来说，对Java代码进行基准测试是很困难的。您的简单基准不够可靠

我发现您的方法存在三个问题（可能还有更多问题）：

您不能让JVM“预热”。当同一代码多次运行时，JVM开始优化。例如，内联并开始启动

在测量期间，GC可以打开。它可能会把结果搞得一团糟

JVM只在类第一次使用时加载它们。因此，使用

java.math.BigDecimal

的第一个方法是不吉利的，因为它浪费了将该类加载到内存中的时间。其他方法没有此惩罚-

BigDecimal

已加载

我向你推荐两件事：

阅读这篇伟大的文章：

使用可靠的Java基准测试框架-。它会自动生成在线可见的漂亮报告——参考此

---

（当您正确执行基准测试时-在评论中发布一个链接。我想看看您的方法如何执行）

尝试运行1000个不进行测量的试验，然后运行1000个进行测量的试验。JIT扮演着重要的角色，它需要很多执行来检测热点并编译它们。此外，您的测试分配了许多对象，因此GC可以启动一个缓慢的测试。我建议使用一个真正的微观基准测试框架，比如卡尺。试着在不测量的情况下运行1000次测试，然后在测量的情况下运行1000次测试。JIT扮演着重要的角色，它需要很多执行来检测热点并编译它们。此外，您的测试分配了许多对象，因此GC可以启动一个缓慢的测试。我建议使用真正的微观基准测试框架，如Caliper.Hi。我只尝试了牛顿迭代，但得到了一个错误，即基准无法解析为类型。请参见问题1中的“我的编辑”。确保正确导入了基准类并引用了jar。2.看看这个，你应该有方法

timeNewton

，

timemiddoint

，

timeSecant

。我只尝试了牛顿迭代，但得到了一个错误，即基准无法解析为类型。请参见问题1中的“我的编辑”。确保正确导入了基准类并引用了jar。2.看看这个，你应该有方法

timeNewton

，

timemiddoint

，

timeSecant

。

public class ScienceFairTwo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Runnable NewtonMethod = new Runnable()          
 {
        public void run()
        {
                BigDecimal TWO = new BigDecimal(2);
                BigDecimal SQRT_TWO = new BigDecimal("1.4142135623730950488016887242096980785696718753769480731766797379907324784621070388503875343276415727");
                BigDecimal TOLERANCE = BigDecimal.ONE.scaleByPowerOfTen(-100);

                long start = System.nanoTime();
                BigDecimal a = new BigDecimal(1);

                while(a.subtract(SQRT_TWO).abs().compareTo(TOLERANCE) >= 0) {
                    a = a.add(TWO.divide(a, 100, BigDecimal.ROUND_HALF_UP)).divide(TWO);
                }
        }
    };
        System.out.println("Newton's Method: " + new Benchmark(NewtonMethod));
}
}