一般要測試軟件或者庫的性能，需要在多線程條件下進行。本文提供一種編寫多線程性能測試的模板，方便大家參考和使用。
本文以AES加密和解密爲例，並指出Cipher的獲取在程序中的不同位置會對程序性能造成的影響。
程序代碼如下：
package com.lazycat.secure.aes;
import java.nio.charset.Charset;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.NoSuchPaddingException;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
public class AESCoder {
public static int count = 1000000;
public static CountDownLatch latch =new CountDownLatch(count);
public static void main(String[] args)throws Exception {
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(200);
final byte[] payload = "{\"msg\":{\"content\":{\"text\":\"JJH\",\"tplId\":0},\"from\":{\"name\":\"10000213\",\"id\":1,\"type\":0},\"to\":{\"name\":\"10095812\",\"id\":10000213,\"type\":0},\"time\":0,\"txid\":0,\"subtype\":1},\"type\":\"chat\"}".getBytes(Charset.forName("utf-8"));
final String secureKey ="BBmFdTFVgAjgHNwRkWWRcOFFiBzAANFU9DmMAP1JpBmc.";
long start = System.currentTimeMillis();
for(int i = 0 ; i <count ; i++){
pool.execute(new Runnable() {
public void run() {
AESCoder coder = new AESCoder();
byte[] enret =null;
try {
enret = coder.encrypt(payload,secureKey);
byte[] deret = coder.decrypt(enret, secureKey);
System.out.println(new String(deret,"utf-8"));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
latch.countDown();
}
});
}
latch.await();
System.out.println(System.currentTimeMillis() - start);
pool.shutdown();
}
private byte[] encrypt(byte[] payload,String securekey)throws Exception{
byte[] enCodeFormat = securekey.substring(0, 16).getBytes();
SecretKeySpec key = newSecretKeySpec(enCodeFormat,"AES");
Cipher cipher = CliperInstance.getInstance();//創建密碼器
//Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);//初始化
byte[] result = cipher.doFinal(payload);
return result;
}
public byte[] decrypt(byte[] buffer,StringsecureKey)throws Exception{
byte[] enCodeFormat = secureKey.substring(0,16).getBytes();
SecretKeySpec key = newSecretKeySpec(enCodeFormat,"AES");
//Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");//創建密碼器
Cipher cipher = CliperInstance.getInstance();
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);//初始化
byte[] result = cipher.doFinal(buffer);
return result;
}
}
class CliperInstance {
private static ThreadLocal<Cipher> cipherTL =new ThreadLocal<Cipher>(){
@Override
protected Cipher initialValue() {
try {
return Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");
}catch(Exception e){
return null;
}
}
};
public static CiphergetInstance() throws NoSuchAlgorithmException, NoSuchPaddingException{
returncipherTL.get();
}
}
上述代碼中有兩個方法，分別是encrypt和decryption，分別表示加密和解密。
爲了簡單，可以被多個線程共用，因此將CountDownLatch定義爲static。
在main函數中，創建了固定大小的線程池（200個線程，這個可以根據需要進行調整）和用於加密的payload和祕鑰secureKey。Start用於記錄開始時間，通過最後的System.currentTimeMillis()-start即可獲得程序的運行時間。在for循環中，併發執行了count（10W）次payload的加密和解密，每個線程在執行完一個任務後會調用latch.countDown()，而主程序在循環後使用latch.await()，等待所有線程執行結束後，統計執行時間，輸出消耗時間，最後關閉線程池。
一般在做對比或者尋找瓶頸時，纔會使用性能測試，下面給出一個性能對比的例子。
在前面的代碼中，無論是encrypt，還是decrypt，都有如下內容：
Cipher cipher = CliperInstance.getInstance();//創建密碼器
//Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");
現在我們要對比每次加密和解密都執行Cipher.getInstance方法和對每一個線程自己都維護一個Cipher實例的性能差別。（我們都知道，Ciper.getInstance的調用時很耗時的）。
使用Ciphercipher = CliperInstance.getInstance(); 時，執行100W次加密和解密，大約使用11.2s，而使用Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding"); 大約需要39.6s，因此在進行加密、解密、簽名等算法時，最好每個線程維護一個加密、解密或者簽名的實例（這些實例是不能再多線程間共享的，如上例所示，調用init和doFinal必須在一個線程內完成，如果全局共享同一個實例，A調用init，B也調用了init，當A調用doFinal時，此時實例內的數據已經不是A的了，會出現異常）。
順便說一下，如果要求每個線程有自己的實例的情況下（如上面的加密和解密等），那麼就可以使用ThreadLocal，在使用ThreadLocal時，重寫內部的initialValue 方法，每次調用ThreadLocal的get方法時，ThreadLocal實例先到自己的Map中尋找有沒有當前線程對應的Instance，如果存在，將Instance返回，如果不存在，調用initialValue去創建一個Instance，並將新Instance放到Map中後，返回。詳情參看JDK文檔。
需要注意的是，CliperInstance 沒必要非點單寫成一個類，這裏是爲了讓代碼更容易懂。