Java 进阶：异常影响性能吗？

Java 进阶异常影响性能吗
- catch 中不做任何事情
- catch 中输出异常到日志
- catch 中获取异常栈
- 总结

Java 进阶：异常影响性能吗？

曾经在给一个业务系统增加限流功能，使用的限流组件在流量超过阈值时，会直接抛异常，异常导致 CPU 占用率飙升。第一次遇到这样的情况，让我们不得不思考，异常怎么会对性能造成这么大的影响？

下面我们写几个测试程序观察一下。

catch 中不做任何事情

public class ExceptionTest { public static void main(String[] args) { doExTest(); doExTest(); } private static void doExTest() { long start = System.nanoTime(); for (int i=0; i<100000; ++i) { try { throw new RuntimeException("" + Math.random()); } catch (Exception e) { } } System.out.println("time: " + (System.nanoTime() - start)); } }

测试结果如下：

time: 365218274
time: 224583244

第一次 doExTest 只是起到预热的作用，我们以第二次 doExTest 的时间为准。10 万次请求，平均每次请求耗时 2245 纳秒，也就是 0.002 毫秒，速度还是很快的。

catch 中输出异常到日志

public class ExceptionTest { private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(ExceptionTest.class); public static void main(String[] args) { doExTest(); doExTest(); } private static void doExTest() { long start = System.nanoTime(); for (int i=0; i<100000; ++i) { try { throw new RuntimeException("" + Math.random()); } catch (Exception e) { logger.error("fuck", e); } } System.out.println("time: " + (System.nanoTime() - start)); } }

测试结果如下：

time: 13454674590
time: 9891780450

10 万次请求，平均每次请求耗时 98917 纳秒，大约 0.1 毫秒，比“不输出异常”的时候，慢了 50 倍。输出日志如此耗费性能，那么 logger.error 这一句做了什么事儿呢？
1. 根据过滤规则，判断是否要输出日志
2. 获取异常堆栈
3. 拼接日志字符串，输出日志到文件

获取异常堆栈主要调用的如下方法，下面我们写程序，不输出日志到文件，测试只读取异常栈的性能：

public class Throwable implements Serializable { public StackTraceElement[] getStackTrace() { return getOurStackTrace().clone(); } private synchronized StackTraceElement[] getOurStackTrace() { // Initialize stack trace field with information from // backtrace if this is the first call to this method if (stackTrace == UNASSIGNED_STACK || (stackTrace == null && backtrace != null) /* Out of protocol state */) { int depth = getStackTraceDepth(); stackTrace = new StackTraceElement[depth]; for (int i=0; i < depth; i++) stackTrace[i] = getStackTraceElement(i); } else if (stackTrace == null) { return UNASSIGNED_STACK; } return stackTrace; } }

catch 中获取异常栈

public class ExceptionTest { public static void main(String[] args) { doExTest(); doExTest(); } private static void doExTest() { long start = System.nanoTime(); for (int i=0; i<100000; ++i) { try { throw new RuntimeException("" + Math.random()); } catch (Exception e) { StackTraceElement[] stackTrace = e.getStackTrace(); } } System.out.println("time: " + (System.nanoTime() - start)); } }

测试结果如下：