好记忆不如烂笔头,能记下点东西,就记下点,有时间拿出来看看,也会发觉不一样的感受.

System.currentTimeMillis()是极其常用的基础Java API,广泛地用来获取时间戳或测量代码执行时长等,在我们的印象中应该快如闪电。但实际上在并发调用或者特别频繁调用它的情况下(比如一个业务繁忙的接口,或者吞吐量大的需要取得时间戳的流式程序),其性能表现会令人大跌眼镜。直接看下面的Demo。

  1. 1 public class CurrentTimeMillisPerfDemo {
  2. 2     private static final int COUNT = 100;
  3. 3
  4. 4     public static void main(String[] args) throws Exception {
  5. 5         long beginTime = System.nanoTime();
  6. 6         for (int i = 0; i < COUNT; i++) {
  7. 7             System.currentTimeMillis();
  8. 8         }
  9. 9
  10. 10         long elapsedTime = System.nanoTime() - beginTime;
  11. 11         System.out.println("100 System.currentTimeMillis() serial calls: " + elapsedTime + " ns");
  12. 12
  13. 13         CountDownLatch startLatch = new CountDownLatch(1);
  14. 14         CountDownLatch endLatch = new CountDownLatch(COUNT);
  15. 15         for (int i = 0; i < COUNT; i++) {
  16. 16             new Thread(() -> {
  17. 17                 try {
  18. 18                     startLatch.await();
  19. 19                     System.currentTimeMillis();
  20. 20                 } catch (InterruptedException e) {
  21. 21                     e.printStackTrace();
  22. 22                 } finally {
  23. 23                     endLatch.countDown();
  24. 24                 }
  25. 25             }).start();
  26. 26         }
  27. 27
  28. 28         beginTime = System.nanoTime();
  29. 29         startLatch.countDown();
  30. 30         endLatch.await();
  31. 31         elapsedTime = System.nanoTime() - beginTime;
  32. 32         System.out.println("100 System.currentTimeMillis() parallel calls: " + elapsedTime + " ns");
  33. 33     }
  34. 34 }

demo

执行结果如下图。

可见,并发调用System.currentTimeMillis()一百次,耗费的时间是单线程调用一百次的250倍。如果单线程的调用频次增加(比如达到每毫秒数次的地步),也会观察到类似的情况。实际上在极端情况下,System.currentTimeMillis()的耗时甚至会比创建一个简单的对象实例还要多,看官可以自行将上面线程中的语句换成new HashMap<>之类的试试看。

为什么会这样呢?来到HotSpot源码的hotspot/src/os/linux/vm/os_linux.cpp文件中,有一个javaTimeMillis()方法,这就是System.currentTimeMillis()的native实现。

  1. 1 jlong os::javaTimeMillis() {
  2. 2   timeval time;
  3. 3   int status = gettimeofday(&time, NULL);
  4. 4   assert(status != -1, "linux error");
  5. 5   return jlong(time.tv_sec) * 1000  +  jlong(time.tv_usec / 1000);
  6. 6 }

native Code

挖源码就到此为止,因为已经有国外大佬深入到了汇编的级别来探究,详情可以参见《The Slow currentTimeMillis()》这篇文章,我就不班门弄斧了。简单来讲就是:

  • 调用gettimeofday()需要从用户态切换到内核态;

  • gettimeofday()的表现受Linux系统的计时器(时钟源)影响,在HPET计时器下性能尤其差;

  • 系统只有一个全局时钟源,高并发或频繁访问会造成严重的争用。

HPET计时器性能较差的原因是会将所有对时间戳的请求串行执行。TSC计时器性能较好,因为有专用的寄存器来保存时间戳。缺点是可能不稳定,因为它是纯硬件的计时器,频率可变(与处理器的CLK信号有关)。关于HPET和TSC的细节可以参见https://en.wikipedia.org/wiki/High_Precision_Event_Timer与https://en.wikipedia.org/wiki/Time_Stamp_Counter。

另外,可以用以下的命令查看和修改时钟源。

  1. 1 ~ cat /sys/devices/system/clocksource/clocksource0/available_clocksource
  2. 2 tsc hpet acpi_pm
  3. 3 ~ cat /sys/devices/system/clocksource/clocksource0/current_clocksource
  4. 4 tsc
  5. 5 ~ echo 'hpet' > /sys/devices/system/clocksource/clocksource0/current_clocksource

命令

如何解决这个问题?最常见的办法是用单个调度线程来按毫秒更新时间戳,相当于维护一个全局缓存。其他线程取时间戳时相当于从内存取,不会再造成时钟资源的争用,代价就是牺牲了一些精确度。具体代码如下。

  1. 1 public class CurrentTimeMillisClock {
  2. 2     private volatile long now;
  3. 3
  4. 4     private CurrentTimeMillisClock() {
  5. 5         this.now = System.currentTimeMillis();
  6. 6         scheduleTick();
  7. 7     }
  8. 8
  9. 9     private void scheduleTick() {
  10. 10         new ScheduledThreadPoolExecutor(1, runnable -> {
  11. 11             Thread thread = new Thread(runnable, "current-time-millis");
  12. 12             thread.setDaemon(true);
  13. 13             return thread;
  14. 14         }).scheduleAtFixedRate(() -> {
  15. 15             now = System.currentTimeMillis();
  16. 16         }, 1, 1, TimeUnit.MILLISECONDS);
  17. 17     }
  18. 18
  19. 19     public long now() {
  20. 20         return now;
  21. 21     }
  22. 22     
  23. 23     public static CurrentTimeMillisClock getInstance() {
  24. 24         return SingletonHolder.INSTANCE;
  25. 25     }
  26. 26
  27. 27     private static class SingletonHolder {
  28. 28         private static final CurrentTimeMillisClock INSTANCE = new CurrentTimeMillisClock();
  29. 29     }
  30. 30 }

使用的时候,直接CurrentTimeMillisClock.getInstance().now()就可以了。不过,在System.currentTimeMillis()的效率没有影响程序整体的效率时,就不必忙着做优化,这只是为极端情况准备的。

其他不涉及到时间戳的方法:System.currentTimeMillis

 例如:UUID.randomUUID().toString().replace("-", "");
 
 
参考:https://blog.csdn.net/supingemail/article/details/106400422?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-baidujs_title-0&spm=1001.2101.3001.4242
 

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