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來源：https://juejin.cn/post/6887743425437925383

疑惑，System.currentTimeMillis真有性能問題？

最近我在研究一款中間件的源代碼時，發(fā)現(xiàn)它獲取當(dāng)前時間不是通過System.currentTimeMillis，而是通過自定義的System.currentTimeMillis的緩存類（見下方），難道System.currentTimeMillis的性能如此不堪嗎？竟然要通過自定義的緩存時鐘取而代之？

/** * 弱精度的計時器，考慮性能不使用同步策略。 *  * @author mycat */public class TimeUtil {    //當(dāng)前毫秒數(shù)的緩存    private static volatile long CURRENT_TIME = System.currentTimeMillis();
    public static final long currentTimeMillis() { return CURRENT_TIME; }    public static final long currentTimeNanos() { return System.nanoTime(); } //更新緩存    public static final void update() { CURRENT_TIME = System.currentTimeMillis(); }
}//使用定時任務(wù)調(diào)度線程池，定期（每1s）調(diào)用update方法更新緩存時鐘heartbeatScheduler.scheduleAtFixedRate(processorCheck(), 0L, 1000, TimeUnit.MILLISECONDS)；

為了跟緊時代潮流，跟上性能優(yōu)化“大師”們的步伐，我趕緊上網(wǎng)搜了一下“currentTimeMillis性能”，結(jié)果10個搜索結(jié)果里面有9個是關(guān)于system.currentTimeMillis性能問題的：

點(diǎn)開一看，這個說System.currentTimeMillis 比 new一個普通對象耗時還要高100倍左右，那個又拿出測試記錄說System.currentTimeMillis并發(fā)情況下耗時比單線程調(diào)用高250倍

思索，System.currentTimeMillis有什么性能問題

看到這里，我恨不得馬上打開IDEA，把代碼里所有System.currentTimeMillis都給換掉，但是作為一個嚴(yán)謹(jǐn)?shù)某绦騿T，怎么能隨波逐流，人云亦云呢？于是我仔細(xì)地拜讀了這些文章，總結(jié)了他們的觀點(diǎn)：

System.currentTimeMillis要訪問系統(tǒng)時鐘，這屬于臨界區(qū)資源，并發(fā)情況下必然導(dǎo)致多線程的爭用
System.currentTimeMillis()之所以慢是因?yàn)槿?/span>跟系統(tǒng)打了一次交道
我有測試記錄，并發(fā)耗時就是比單線程高250倍！

但我細(xì)品一番，發(fā)現(xiàn)這些觀點(diǎn)充滿了漏洞：

1.System.currentTimeMillis 確實(shí)要訪問系統(tǒng)時鐘，準(zhǔn)確的說，是讀取墻上時間（xtime），xtime是Linux系統(tǒng)給用戶空間用來獲取當(dāng)前時間的，內(nèi)核自己基本不會使用，只是維護(hù)更新。而且讀寫xtime使用的是Linux內(nèi)核中的順序鎖，而非互斥鎖，讀線程間是互不影響的。

大家可以把順序鎖當(dāng)成是解決了“ABA問題”的CompareAndSwap鎖。對于一個臨界區(qū)資源（這里是xtime），有一個操作序列號，寫操作會使序列號+1，讀操作則不會。
寫操作：CAS使序列號+1
讀操作：先獲取序列號，讀取數(shù)據(jù)，再獲取一次序列號，前后兩次獲取的序列號相同，則證明進(jìn)行讀操作時沒有寫操作干擾，那么這次讀是有效的，返回數(shù)據(jù)，否則說明讀的時侯可能數(shù)據(jù)被更改了，這次讀無效，重新做讀操作。
大家可能有個疑問：讀xtime的時候數(shù)據(jù)可能被更改嗎？難度讀操作不是原子性的嗎？這是因?yàn)閤time是64位的，對于32位機(jī)器是需要分兩次讀的，而64位機(jī)器不會產(chǎn)生這個并發(fā)的問題。

2.跟系統(tǒng)打了一次交道，確實(shí)，用戶進(jìn)程必須進(jìn)入內(nèi)核態(tài)才能訪問系統(tǒng)資源，但是，new一個對象，分配內(nèi)存也屬于系統(tǒng)調(diào)用，也要進(jìn)內(nèi)核態(tài)跟系統(tǒng)打交道，難道只是讀一下系統(tǒng)的墻上時間，會比移動內(nèi)存指針，初始化內(nèi)存的耗時還要高100倍嗎？匪夷所思

3.至于所謂的測試記錄，給大家看一下他的測試代碼：

這個測試代碼的問題在于閉鎖endLatch.countDown的耗時也被算進(jìn)總體耗時了，閉鎖是基于CAS實(shí)現(xiàn)的，在當(dāng)前這樣的計算密集型場景下，大量線程一擁而上，幾乎都會因CAS失敗而被掛起，大量線程掛起、排隊、放下的耗時可不是小數(shù)目。其次使用這種方法（執(zhí)行開始到執(zhí)行完畢）來對比并發(fā)和單線程的調(diào)用耗時也有問題，單線程怎么和多線程比總的執(zhí)行時間？能比的應(yīng)該是每次調(diào)用的耗時之和才對（見下）

long begin = System.nanoTime();//單次調(diào)用System.currrentTimeMillis()long end = System.nanoTime();sum += end - begin;

記錄每次調(diào)用的總耗時，這種方法雖然會把System.nanoTime()也算進(jìn)總耗時里，但因?yàn)椴徽摬l(fā)測試還是單線程測試都會記錄System.nanoTime()，不會導(dǎo)致測試的不公平

數(shù)據(jù)說話，System.currentTimeMillis的性能沒有問題

通過改進(jìn)測試代碼（測試代碼見文末），并添加了優(yōu)化“大師”們的緩存時鐘做對比，我得到了以下數(shù)據(jù)：

System代表 System.currentTimeMillis
緩存時鐘代表使用靜態(tài)成員變量做System.currentTimeMillis緩存的時鐘類
200線程-Tomcat的默認(rèn)線程數(shù)

使用JMH（Java基準(zhǔn)測試框架）的測試結(jié)果

JMH按照推薦使用了雙倍CPU的線程數(shù)（8線程），統(tǒng)計的是平均時間，測試代碼見文末

測試結(jié)果分析

可以看到System.currentTimeMillis并發(fā)性能并不算差，在次數(shù)較少（短期并發(fā)調(diào)用）的情況下甚至比單線程要強(qiáng)很多，而在單線程調(diào)用時效率也要比緩存時鐘要高一倍左右。實(shí)際環(huán)境中幾乎是達(dá)不到上述測試中的多線程長時間并發(fā)調(diào)用System.currentTimeMillis這樣的情況的，因而我認(rèn)為沒有必要對System.currentTimeMillis做所謂的“優(yōu)化”。

這里沒有做“new一個對象”的測試，是因?yàn)椴⒉皇谴a里寫了new Object()，JVM就會真的會給你在堆內(nèi)存里new一個對象。這是JVM的一個編譯優(yōu)化——逃逸分析：先分析要創(chuàng)建的對象的作用域，如果這個對象只在一個method里有效（局部變量對象），則屬于未方法逃逸，不去實(shí)際創(chuàng)建對象，而是你在method里調(diào)了對象的哪個方法，就把這個方法的代碼塊內(nèi)聯(lián)進(jìn)來。只在線程內(nèi)有效則屬于未線程逃逸，會創(chuàng)建對象，但會自動消除我們做的無用的同步措施。

最后

紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行

想要學(xué)習(xí)JMH，請跟著GitHub官方文檔走，別人的博客可能跑不通就搬上去了，筆者也是剛剛踩過了這個坑

最后奉上我的測試代碼

測試代碼：

public class CurrentTimeMillisTest {
    public static void main(String[] args) {        int num = 10000000;        System.out.print("單線程"+num+"次System.currentTimeMillis調(diào)用總耗時：");        System.out.println(singleThreadTest(() -> {            long l = System.currentTimeMillis();        },num));        System.out.print("單線程"+num+"次CacheClock.currentTimeMillis調(diào)用總耗時：");        System.out.println(singleThreadTest(() -> {            long l = CacheClock.currentTimeMillis();        },num));        System.out.print("并發(fā)"+num+"次System.currentTimeMillis調(diào)用總耗時：");        System.out.println(concurrentTest(() -> {            long l = System.currentTimeMillis();        },num));        System.out.print("并發(fā)"+num+"次CacheClock.currentTimeMillis調(diào)用總耗時：");        System.out.println(concurrentTest(() -> {            long l = CacheClock.currentTimeMillis();        },num));    }


    /**     * 單線程測試     * @return     */    private static long singleThreadTest(Runnable runnable,int num) {        long sum = 0;        for (int i = 0; i < num; i++) {            long begin = System.nanoTime();            runnable.run();            long end = System.nanoTime();            sum += end - begin;        }        return sum;    }
    /**     * 并發(fā)測試     * @return     */    private static long concurrentTest(Runnable runnable,int num) {        ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(200,200,60, TimeUnit.SECONDS,new LinkedBlockingQueue<>(num));        long[] sum = new long[]{0};        //閉鎖基于CAS實(shí)現(xiàn)，并不適合當(dāng)前的計算密集型場景，可能導(dǎo)致等待時間較長        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(num);        for (int i = 0; i < num; i++) {            threadPoolExecutor.submit(() -> {                long begin = System.nanoTime();                runnable.run();                long end = System.nanoTime();                //計算復(fù)雜型場景更適合使用悲觀鎖                synchronized(CurrentTimeMillisTest.class) {                    sum[0] += end - begin;                }                countDownLatch.countDown();            });        }        try {            countDownLatch.await();        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        }        return sum[0];    }

    /**     * 緩存時鐘，緩存System.currentTimeMillis()的值，每隔20ms更新一次     */    public static class CacheClock{        //定時任務(wù)調(diào)度線程池        private static ScheduledExecutorService timer = new ScheduledThreadPoolExecutor(1);        //毫秒緩存        private static volatile long timeMilis;              static {            //每秒更新毫秒緩存            timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {                @Override                public void run() {                    timeMilis = System.currentTimeMillis();                }            },0,1000,TimeUnit.MILLISECONDS);        }
        public static long currentTimeMillis() {            return timeMilis;        }    }}

使用JMH的測試代碼：

@BenchmarkMode(Mode.AverageTime)@OutputTimeUnit(TimeUnit.MICROSECONDS)//120輪預(yù)熱，充分利用JIT的編譯優(yōu)化技術(shù)@Warmup(iterations = 120,time = 1,timeUnit = TimeUnit.MILLISECONDS)@Measurement(time = 1,timeUnit = TimeUnit.MICROSECONDS)//線程數(shù)：CPU*2（計算復(fù)雜型，也有CPU+1的說法）@Threads(8)@Fork(1)@State(Scope.Benchmark)public class JMHTest {
    public static void main(String[] args) throws RunnerException {        testNTime(10000);    }
    private static void testNTime(int num) throws RunnerException {        Options options = new OptionsBuilder()                .include(JMHTest.class.getSimpleName())                .measurementIterations(num)                .output("E://testRecord.log")                .build();        new Runner(options).run();    }

    /**     * System.currentMillisTime測試     * @return 將結(jié)果返回是為了防止死碼消除（編譯器將 無引用的變量 當(dāng)成無用代碼優(yōu)化掉）     */    @Benchmark    public long testSystem() {        return System.currentTimeMillis();    }
    /**     * 緩存時鐘測試     * @return     */    @Benchmark    public long testCacheClock() {        return JMHTest.CacheClock.currentTimeMillis();    }
    /**     * 緩存時鐘，緩存System.currentTimeMillis()的值，每隔1s更新一次     */    public static class CacheClock{        private static ScheduledExecutorService timer = new ScheduledThreadPoolExecutor(1);        private static volatile long timeMilis;        static {            timer.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {                @Override                public void run() {                    timeMilis = System.currentTimeMillis();                }            },0,1000,TimeUnit.MILLISECONDS);        }        public static long currentTimeMillis() {            return timeMilis;        }    }}

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正文結(jié)束

System.currentTimeMillis的性能真有如此不堪嗎？