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利用StopWatch監控Java代碼運行時間和分析性能

一、背景

有時我們在做開發的時候需要記錄每個任務執行時間，或者記錄一段代碼執行時間，最簡單的方法就是打印當前時間與執行完時間的差值，一般我們檢測某段代碼執行的時間，都是以如下方式來進行的：

public static void main(String[] args) {  Long startTime = System.currentTimeMillis();  // 你的業務代碼  Long endTime = System.currentTimeMillis();  Long elapsedTime = (endTime - startTime) / 1000;  System.out.println("該段總共耗時：" + elapsedTime + "s");}

事實上該方法通過獲取執行完成時間與執行開始時間的差值得到程序的執行時間，簡單直接有效，但想必寫多了也是比較煩人的，尤其是碰到不可描述的代碼時，會更加的讓人忍不住多寫幾個bug聊表敬意，而且如果想對執行的時間做進一步控制，則需要在程序中很多地方修改。

此時會想是否有一個工具類，提供了這些方法，剛好可以滿足這種場景？

我們可以利用已有的工具類中的秒表，常見的秒表工具類

有org.springframework.util.StopWatch、org.apache.commons.lang.time.StopWatch以及谷歌提供的guava中的秒表（這個我沒怎么用過）

這里重點講下基于spring、Apache的使用

二、spring 用法

2.1 初遇

StopWatch 是位于 org.springframework.util 包下的一個工具類，通過它可方便的對程序部分代碼進行計時(ms級別)，適用于同步單線程代碼塊。簡單總結一句，Spring提供的計時器StopWatch對于秒、毫秒為單位方便計時的程序，尤其是單線程、順序執行程序的時間特性的統計輸出支持比較好。

也就是說假如我們手里面有幾個在順序上前后執行的幾個任務，而且我們比較關心幾個任務分別執行的時間占用狀況，希望能夠形成一個不太復雜的日志輸出，StopWatch提供了這樣的功能。而且Spring的StopWatch基本上也就是僅僅為了這樣的功能而實現。

想要使用它，首先你需要在你的 Maven 中引入 Spring 核心包，當然 Spring MVC 和 Spring Boot 都已經自動引入了該包：

    org.springframework    spring-core    ${spring.version}

對一切事物的認知，都是從使用開始，那就先來看看它的用法，會如下所示：

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {    StopWatch stopWatch = new StopWatch();
    // 任務一模擬休眠3秒鐘    stopWatch.start("TaskOneName");    Thread.sleep(1000 * 3);    System.out.println("當前任務名稱：" + stopWatch.currentTaskName());    stopWatch.stop();
    // 任務一模擬休眠10秒鐘    stopWatch.start("TaskTwoName");    Thread.sleep(1000 * 10);    System.out.println("當前任務名稱：" + stopWatch.currentTaskName());    stopWatch.stop();
    // 任務一模擬休眠10秒鐘    stopWatch.start("TaskThreeName");    Thread.sleep(1000 * 10);    System.out.println("當前任務名稱：" + stopWatch.currentTaskName());    stopWatch.stop();
    // 打印出耗時    System.out.println(stopWatch.prettyPrint());    System.out.println(stopWatch.shortSummary());    // stop后它的值為null    System.out.println(stopWatch.currentTaskName()); 
    // 最后一個任務的相關信息    System.out.println(stopWatch.getLastTaskName());    System.out.println(stopWatch.getLastTaskInfo());
    // 任務總的耗時  如果你想獲取到每個任務詳情（包括它的任務名、耗時等等）可使用    System.out.println("所有任務總耗時：" + sw.getTotalTimeMillis());    System.out.println("任務總數：" + sw.getTaskCount());    System.out.println("所有任務詳情：" + sw.getTaskInfo());}

如圖所示，StopWatch 不僅正確記錄了上個任務的執行時間，并且在最后還可以給出精確的任務執行時間（納秒級別）和耗時占比，這或許就會比我們自己輸出要優雅那么一些。

2.2 源碼

老規矩，由淺入深。看完用法，我們來看看源碼。先看下組成 StopWatch 的屬性

public class StopWatch {    /**  * 本實例的唯一 Id，用于在日志或控制臺輸出時區分的。  */    private final String id;    /**  * 是否保持一個 taskList 鏈表  * 每次停止計時時，會將當前任務放入這個鏈表，用以記錄任務鏈路和計時分析  */ private boolean keepTaskList = true;   /**  * 任務鏈表  * 用來存儲每個task的信息, taskInfo由taskName 和 totoalTime組成  */    private final List taskList;    /**  * 當前任務的開始時間  */    private long startTimeMillis;    /**  *   */    private boolean running;    /**  * 當前任務名稱  */    private String currentTaskName;    /**  * 最后一個任務的信息  */    private StopWatch.TaskInfo lastTaskInfo;    /**  * 任務總數  */    private int taskCount;    /**  * 程序執行時間  */    private long totalTimeMillis;    ...}

接下來，我們看一下StopWatch類的構造器和一些關鍵方法

2.3 注意事項

StopWatch對象不是設計為線程安全的，并且不使用同步。
一個StopWatch實例一次只能開啟一個task，不能同時start多個task
在該task還沒stop之前不能start一個新的task，必須在該task stop之后才能開啟新的task
若要一次開啟多個，需要new不同的StopWatch實例

三、apache 用法

StopWath是 apache commons lang3 包下的一個任務執行時間監視器，與我們平時常用的秒表的行為比較類似，我們先看一下其中的一些重要方法：

    org.apache.commons    commons-lang3    3.6

Apache提供的這個任務執行監視器功能豐富強大，靈活性強，如下經典實用案例：

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {    //創建后立即start，常用    StopWatch watch = StopWatch.createStarted();
    // StopWatch watch = new StopWatch();    // watch.start();
    Thread.sleep(1000);    System.out.println(watch.getTime());    System.out.println("統計從開始到現在運行時間：" + watch.getTime() + "ms");
    Thread.sleep(1000);    watch.split();    System.out.println("從start到此刻為止的時間：" + watch.getTime());    System.out.println("從開始到第一個切入點運行時間：" + watch.getSplitTime());    Thread.sleep(1000);    watch.split();    System.out.println("從開始到第二個切入點運行時間：" + watch.getSplitTime());
    // 復位后, 重新計時    watch.reset();    watch.start();    Thread.sleep(1000);    System.out.println("重新開始后到當前運行時間是：" + watch.getTime());
    // 暫停 與 恢復    watch.suspend();    System.out.println("暫停2秒鐘");    Thread.sleep(2000);
    // 上面suspend，這里要想重新統計，需要恢復一下    watch.resume();    System.out.println("恢復后執行的時間是：" + watch.getTime());
    Thread.sleep(1000);    watch.stop();
    System.out.println("花費的時間》》" + watch.getTime() + "ms");    // 直接轉成s    System.out.println("花費的時間》》" + watch.getTime(TimeUnit.SECONDS) + "s");}