【Java入門】System.nanoTime()で処理時間をナノ秒単位で測定する方法

経過時間（Elapsed Time）とは、ある処理やイベントが開始してから終了するまでにかかった時間のことです。Javaでは、複数の方法で経過時間を計測できますが、その中でも最も高精度なのが System.nanoTime() メソッドを使う方法です。

nanoTime() メソッドは、現在の時刻をナノ秒単位で返します。これを利用すれば、特定のメソッドの実行時間をミリ秒よりも細かい精度で測定することが可能です。基本的な手順は以下の通りです。

• nanoTime() メソッドを使って、開始時刻を取得します。
• 測定したいメソッドを実行します。
• 再び nanoTime() メソッドを使って、終了時刻を取得します。
• 最後に、終了値から開始値を引いた差分を計算します。

補足：nanoTime() と currentTimeMillis() の違い

よく似たAPIとして System.currentTimeMillis() がありますが、こちらはシステムの「壁時計」に基づくため、NTP同期などにより時刻が遡ることがあります。一方、nanoTime() は経過時間の測定専用に設計されており、負の値になることはありません。処理速度の計測には必ず nanoTime() を使用するのが推奨されています。

サンプルコード

public class Example {
    public void test(){
        int num = 0;
        for(int i=0; i<=50; i++){
            num = num + i;
            System.out.print(num + ", ");
        }
    }

    public static void main(String args[]){
        // 開始時刻を取得
        long begin = System.nanoTime();

        // 測定対象のメソッドを実行
        new Example().test();

        // 終了時刻を取得
        long end = System.nanoTime();

        // 差分から経過時間を算出
        long time = end - begin;
        System.out.println();
        System.out.println("Elapsed Time: " + time);
    }
}

実行結果

0, 1, 3, 6, 10, 15, 21, 28, 36, 45, 55, 66, 78, 91, 105, 120, 136, 153, 171, 190, 210, 231, 253, 276, 300, 325, 351, 378, 406, 435, 465, 496, 528, 561, 595, 630, 666, 703, 741, 780, 820, 861, 903, 946, 990, 1035, 1081, 1128, 1176, 1225, 1275,
Elapsed Time: 1530200

この例では、1〜50までの合計を計算する test() メソッドの実行時間が、約1,530,200ナノ秒（約1.53ミリ秒）であることがわかります。このように、開始と終了の2点で時刻を取得し差分を取るだけで、誰でも簡単に高精度なパフォーマンス計測が実現できます。