lombok のインスタンス生成周りの検証にゃ #Java

これは

lombok　使うと便利なので、実際のインスタンス生成周りのパフォーマンスを調べてみた
結果としては、Setter感でした

※ Javaについては、7まで嫌いだったが8から普通な感じ

検査内容

jvm version 8,9 (2つ) x builder/コンストラクタ/setter（３つ）
x ThreadPool, ForkJoinPool, ParallelStream, yield (４つ) の計２４パターン
について、fib計算をLongStream.range(0,30)を実行してインスタンス生成の時間計測

計測結果

８の方が処理速度早めで、Setterが最速で ThreadPool が早そう

jvm	インスタンス作成	実行パターン	時間(mill sec) 3回計測	Avg
8	Builder	ThreadPool	19,21,20	20.00
		Parallel	54,20,21	31.67
		ForkJoinPool	94,31,20	48.33
		yield	288,92,103	161
	Setter	ThreadPool	24,21,23	22.67
		Parallel	32,25,21	26.00
		ForkJoinPool	25,24,24	24.33
		yield	104,93,94	97.00
	Constructor	ThreadPool	34,38,24	32.00
		Parallel	72,46,52	56.67
		ForkJoinPool	38,31,21	30.00
		yield	114,84,88	95.33
9	Builder	ThreadPool	50,24,24	32.67
		Parallel	80,29,29	46.00
		ForkJoinPool	23,27,26	25.33
		yield	126,103,98	109.00
	Setter	ThreadPool	23,25,26	24.67
		Parallel	34,27,27	29.33
		ForkJoinPool	27,26,28	27.00
		yield	114,98,107	106.33
	Constructor	ThreadPool	24,25,24	24.33
		Parallel	70,66,27	54.33
		ForkJoinPool	42,30,26	32.67
		yield	116,112,108	112.00

グラフは、各平均値の棒グラフ

ソースの話（目デバック用）

インスタンス生成を多く発生させる目的で、計算結果を表すものをLombokで定義

import lombok.ToString;
import lombok.Builder;
import lombok.NoArgsConstructor;
import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Getter;
import lombok.Setter;

@Getter
@Setter
@Builder
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
@ToString
public class Data {
  // 何番目
  private long nth;
  // Fn-1
  private long n1;
  // Fn-2
  private long n2;
  // Fn
  long num() { return n1 + n2; }
}

実行用クラス、ParallelStream,ThreadPool,yield周りは最適化が必要な状態


@Functionalinterface
interface Constructor {
    Data instance(long nth, long n1, long n2);
}

public class App {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("[Start] java version::" + System.getProperty("java.version"));
        //Map<String,Constructor> cm = new HashMap<String,Constructor>(){{
        Map<String,Constructor> cm = new HashMap<>(){{
           　　　// Builder でインスタンス生成
                put("Builder", (nth, n1, n2) -> {
                        return Data.builder()
                        .nth(nth).n1(n1).n2(n2).build();
                    });
                // Constructor でインスタンス生成
                put("Constructor", (nth, n1, n2) -> {
                        return new Data(nth, n1, n2);
                    });
                // Setter でインスタンス生成
                put("Setter", (nth, n1, n2) -> {
                        Data d = new Data();
                        d.setNth(nth);
                        d.setN1(n1);
                        d.setN2(n2);
                        return d;
                    });
            }};

        for (Map.Entry<String,Constructor> ct : cm.entrySet()) {
            LongStream.range(1, 4).forEach(n -> {check(n, ct);});
        }
    }

    static void check(long n, Map.Entry<String,Constructor> ct) {
        final App app = new App(ct.getValue());
        //List<Function<LongStream,List<Data>>> logics = new ArrayList<Function<LongStream,List<Data>>>(){{
        // Parallel, ForkJoin, yield, ThreadPool の４ケースの処理
        List<Function<LongStream,List<Data>>> logics = new ArrayList<>(){{
                add(app::runStream);
                add(app::runForkJoinStream);
                add(app::runYield);
                add(app::runThreadPool);
            }};
        System.out.println("[" + n + "] <" + ct.getKey() + ">");
        logics.forEach(l -> app.calc(l));
    }

    Constructor cs;

    App(Constructor c) {
        this.cs = c;
    }

    // １回実行
    void calc(Function<LongStream,List<Data>> logic) {
        long start = System.currentTimeMillis();
        List<Data> datas = logic.apply(LongStream.range(0, 30));
        long end = System.currentTimeMillis();
        // 全結果表示　String result = datas.stream().map(d -> { return d.getNth() + "=" + d.num(); }).collect(Collectors.joining(","));
        String result = datas.get(datas.size()-1).toString();
        System.out.println(" exe time:" + (end - start) + " mill sec [" + result + "]");
    }

 　　// 検証したいところ
    Data fib(long n) {
        if (n == 0) {
            return cs.instance(n, 0, 0);
        } else if (n == 1) {
            return cs.instance(n, n, 0);
        }
        return cs.instance(n, fib(n-1).num(), fib(n-2).num());
    }

    // for yield
    class Fib implements Callable<Data> {
        private long n;
        private long counter;

        Fib(long n) {
            this.counter = 0;
            this.n = n;
        }

        Data fib(long n) {
            this.counter++;
            if (this.counter % 8 == 0) {
                Thread.yield();
            }
            if (n == 0) {
                return cs.instance(n, 0, 0);
            } else if (n == 1) {
                return cs.instance(n, n, 0);
            }
            return cs.instance(n, fib(n-1).num(), fib(n-2).num());
        }

        public Data call() {
            return fib(this.n);
        }
    }

    List<Data> runStream(LongStream st) {
        System.out.print("Parallel>");
        return st.parallel().mapToObj(this::fib).collect(Collectors.toList());
    }

    List<Data> runForkJoinStream(LongStream st) {
        System.out.print("ForkJoin>");
        try { return new ForkJoinPool(4).submit(() -> {return runStream(st);}).get(); }
        catch (Throwable e) { return null; }
    }

    List<Data> runThreadPool(LongStream st) {
        return runThreadPool("Thradpool>", st, 4, (n) -> { return () -> fib(n); });
    }

    List<Data> runYield(LongStream st) {
        return runThreadPool("Yield>", st, 3, (n) -> { return new Fib(n); });
    }

    List<Data> runThreadPool(String name, LongStream st, int size, LongFunction<Callable<Data>> map) {
        System.out.print(name);
        List<Callable<Data>> tasks = st.mapToObj(map).collect(Collectors.toList());
        ExecutorService exe = Executors.newFixedThreadPool(size);
        try {
            List<Future<Data>> result = exe.invokeAll(tasks);
            return result.stream().map(this::conv).collect(Collectors.toList());
        } catch (Throwable e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        } finally {
            exe.shutdown();
        }
    }

    Data conv(Future<Data> f) {
        try {return f.get();} catch (Exception e) {return null;}
    }

}

余談

lombok と Java9

java9 は未対応なので、ソースを生成して実行するしかいない。
アノテーションは使えない。


$ java -jar lombok.jar delombok -f pretty -p src/main/lombok/Data.java
WARNING: An illegal reflective access operation has occurred
WARNING: Illegal reflective access by lombok.javac.JavacTreeMaker$TypeTag to method com.sun.tools.javac.code.Type.getTag()
WARNING: Please consider reporting this to the maintainers of lombok.javac.JavacTreeMaker$TypeTag
WARNING: Use --illegal-access=warn to enable warnings of further illegal reflective access operations
WARNING: All illegal access operations will be denied in a future release
Exception in thread "main" java.lang.NoSuchFieldError: text
 at lombok.javac.Javac8BasedLombokOptions.putJavacOption(Javac8BasedLombokOptions.java:42)
 at lombok.delombok.Delombok.delombok(Delombok.java:472)
 at lombok.delombok.Delombok.main(Delombok.java:256)
 at lombok.delombok.DelombokApp.runDirectly(DelombokApp.java:176)
 at lombok.delombok.DelombokApp.runApp(DelombokApp.java:47)
 at lombok.core.Main.go(Main.java:128)
 at lombok.core.Main.main(Main.java:43)
 at java.base/jdk.internal.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method)
 at java.base/jdk.internal.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:62)
 at java.base/jdk.internal.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43)
 at java.base/java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:564)
 at lombok.launch.Main.main(Main.java:36)

Java8 と匿名クラス

Java8 では匿名内部クラスの型推論出来ない。

エラー: HashMap<K,V>の型引数を推論できません
        Map<String,Constructor> cm = new HashMap<>(){{
                                                ^
  理由: 匿名内部クラスでは'<>'を使用できません
  K,Vが型変数の場合:
    クラス HashMapで宣言されているKはObjectを拡張します
    クラス HashMapで宣言されているVはObjectを拡張します
エラー: ArrayList<E>の型引数を推論できません
List<Function<LongStream,List<Data>>> logics = new ArrayList<>(){{
                                                              ^
  理由: 匿名内部クラスでは'<>'を使用できません
  Eが型変数の場合:
    クラス ArrayListで宣言されているEはObjectを拡張します

lombok のインスタンス生成周りの検証にゃ

これは

検査内容

計測結果

ソースの話（目デバック用）

余談

lombok と Java9

Java8 と 匿名クラス

Reference

Java8 と匿名クラス