在Java中生成CPU负载

Question

我正在进行一些吞吐量测试。我的应用程序需要：

1. 从JMS中读取数据
2. 进行一些处理
3. 将数据写入JMS

我的目标是模拟第二个步骤，“进行一些处理”。也就是说，在转发事件之前，引入延迟并占用CPU一定时间（例如500毫秒）。

一个朴素的方法是使用 Thread.sleep(500)。这会引入正确的执行延迟，但不会使CPU得到锻炼。

计算斐波那契数列是一个选择。有人使用过任何有趣的技术来保持CPU在给定时间内保持繁忙状态吗？

理想的特点应该是：

• 执行各种指令，而不是（例如）只是在循环中旋转等待
• 不是HotSpot VM将被优化为消失的东西
• 有一种简单的方法可以调整处理时间长度（显然，由于硬件的不同，完成时间会有所不同）

- Air

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你能进一步解释为什么利用CPU是必要的，但仅仅使用Thread.sleep()睡眠不合适吗？ - matt b

我不确定你所说的“锻炼CPU”具体是什么意思，以及为什么你需要这样做。你能否详细解释一下？你究竟在测试什么？从我所看到的情况来看，这可能是“某些处理”、读/写JMS或向此设备发送数据中的一种。谢谢。 - Szymon Rozga

睡眠不适合。我需要JMS操作在真实的CPU条件下进行。空闲的CPU可能会给我虚高的JMS性能；我需要CPU处于“真实”繁忙状态，以便我的JMS测量结果准确。 - Air

Answer 1

你可以尝试一些简单的东西，比如

private static void spin(int milliseconds) {
    long sleepTime = milliseconds*1000000L; // convert to nanoseconds
    long startTime = System.nanoTime();
    while ((System.nanoTime() - startTime) < sleepTime) {}
}

测试：

public static void main(String[] args) {
    final int NUM_TESTS = 1000;
    long start = System.nanoTime();
    for (int i = 0; i < NUM_TESTS; i++) {
        spin(500);
    }
    System.out.println("Took " + (System.nanoTime()-start)/1000000 +
        "ms (expected " + (NUM_TESTS*500) + ")");
}

我的输出：

$ java SpinTest
Took 500023ms (expected 500000)

所以这个循环没有被优化掉（是的，我为了测试这个问题让我的CPU跑满了八分钟：））。

- mmyers

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这将有效，直到下一个版本的HotSpot对其进行优化... - toolforger

Answer 2

通过调用Cipher.update()对字符串进行加密（循环中）。 加密算法本质上非常难以优化。唯一的问题在于需要执行一些非平凡的设置。我将此答案标记为社区wiki，以便最近编写它的人可以填写它。

- Diomidis Spinellis

Answer 3

创建一个非常大的随机对象集合，然后交替调用Collections.shuffle()和Collections.sort()。

我使用Jakarta Commons Lang生成随机字符串来进行洗牌/排序。

- brd6644

Answer 4

还有另一种可能会用得到的东西：

        long start  = System.currentTimeMillis();
        long count = 0l;
        for(long x=0;x<Integer.MAX_VALUE ;x++){
            count+=1;
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(end-start +" ms");

- daoway

Answer 5

创建一个矩阵并进行一些矩阵操作。

通过改变矩阵的大小，您可以轻松地调整它。

- Huntrods