Javaでメソッドの実行時間を計測するプログラムの書き方

この記事では、Javaプログラムにおけるメソッドや処理全体の実行時間（処理時間）を計測する方法について解説します。実行時間は、終了時刻から開始時刻を差し引くことで求められます。Javaでは、高精度な時間計測に対応した System.nanoTime() メソッドを使用するのが一般的です。

入力と出力の例

入力

プログラムを実行するとします。

Run the program

出力

期待される出力は以下のとおりです。

The program is being executed:
The Execution time of the program is: 620872 nanoseconds

アルゴリズム

Step 1 - 開始
Step 2 - long型の変数 my_start_time、my_end_time、my_execution_time の3つを宣言する
Step 3 - System.nanoTime() を呼び出してプログラムの開始時刻を取得し、my_start_time に代入する
Step 4 - 同様に System.nanoTime() を呼び出してプログラムの終了時刻を取得し、my_end_time に代入する
Step 5 - 実行時間を「my_end_time − my_start_time」として計算し、my_execution_time に格納する
Step 6 - 結果を表示する
Step 7 - 終了

例1：シンプルな計測

ここでは、処理の前後で時刻を取得し、その差分をコンソールに表示します。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        long my_start_time, my_end_time, my_execution_time;
        my_start_time = System.nanoTime();
        System.out.println("The program is being executed:");
        my_end_time = System.nanoTime();
        my_execution_time = my_end_time - my_start_time;
        System.out.println("The Execution time of the program is: " + my_execution_time + " nanoseconds");
    }
}

出力

The program is being executed:
The Execution time of the program is: 129621 nanoseconds

例2：複数の処理を含む場合の計測

次の例では、整数値の定義や加算などの処理を含めた場合の実行時間を計測しています。

public class Main {
   public static void main(String[] args) {
      long my_start_time, my_end_time, my_execution_time;
      my_start_time = System.nanoTime();
      int my_input_1 = 100;
      int my_input_2 = 250;
      int my_sum = my_input_1 + my_input_2;
      System.out.println("The program is being executed:");
      my_end_time = System.nanoTime();
      my_execution_time = my_end_time - my_start_time;
      System.out.println("The Execution time of the program is: " + my_execution_time + "  nanoseconds");
   }
}

出力

The program is being executed:
The Execution time of the program is: 103801 nanoseconds

補足：System.nanoTime() と currentTimeMillis() の違い

時間計測には System.currentTimeMillis() を使う方法もありますが、こちらはミリ秒単位であり、OSによっては精度が粗い場合があります。ナノ秒単位の高精度な計測が必要な場合は、本記事のように System.nanoTime() を使用することを推奨します。ただし、nanoTime() の戻り値は絶対的な時刻ではなく経過時間の目安であるため、時刻の比較には使用しないよう注意してください。