Rhino и Janino для вычисления математических выражений

Для вычисления математических формул в run-time можно воспользоваться script-движком реализующим JSR-223. В Java 1.6 реализация этой спецификации представлена javascript-движоком Rhino. Однако применение целого script-движка для обычного вычисления формул будет довольно неоправданным решением. Мой поиск привел к Janino - это целый фреймворк для динамической компиляции и исполнения java. То есть он позволяет выполнять скрипты на java внутри самой java. Одно из его призваний это компиляция и выполнение различных математических выражений с помощью org.codehaus.janino.ExpressionEvaluator.

Я решил сравнить производительность Rhino и Janino. Для теста выбрал простую формулу: (x-10)*Math.sin(0.1)*2, вычисление которой будет осуществляться 1000000 раз.

package com.blogspot.nkoksharov;

import javax.script.*;

import org.apache.commons.lang.time.StopWatch;
import org.codehaus.janino.ExpressionEvaluator;
import org.mozilla.javascript.Context;
import org.mozilla.javascript.ContextFactory;
import org.mozilla.javascript.Function;
import org.mozilla.javascript.Scriptable;
import org.testng.annotations.Test;

public class ExpressionTest {

    @Test
    public void testRhino() throws ScriptException {
        ScriptEngineManager scriptManager = new ScriptEngineManager();
        ScriptEngine se = scriptManager.getEngineByName("JavaScript");
        SimpleBindings bindings = new SimpleBindings();
        bindings.put("x", 2);

        StopWatch stopWatch = new StopWatch();
        stopWatch.start();
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            Double result = (Double) se.eval("(x-10)*Math.sin(0.1)*2", bindings);
        }
        stopWatch.stop();
        System.out.println("JDK Rhino time: " + stopWatch);
    }

    @Test
    public void testRhinoFunc() throws ScriptException, NoSuchMethodException {
        ScriptEngineManager scriptManager = new ScriptEngineManager();
        ScriptEngine se = scriptManager.getEngineByName("JavaScript");

        String script = "function count(x) { return (x-10)*Math.sin(0.1)*2; }";
        se.eval(script);

        StopWatch stopWatch = new StopWatch();
        stopWatch.start();
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            Invocable inv = (Invocable) se;
            Double result = (Double) inv.invokeFunction("count", 2);
        }
        stopWatch.stop();
        System.out.println("JDK Rhino func time: " + stopWatch);
    }

    @Test
    public void testNativeRhinoCompiledFunc() {
        ContextFactory cf = new ContextFactory();
        Context cx = cf.enterContext();
        Scriptable scope = cx.initStandardObjects();
        Function f = cx.compileFunction(scope, "function count(x) { return (x-10)*Math.sin(0.1)*2; }", null, 0, null);

        StopWatch stopWatch = new StopWatch();
        stopWatch.start();
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            Double value = (Double) f.call(cx, scope, scope, new Object[] {2});
        }
        stopWatch.stop();
        System.out.println("Mozilla Rhino compiled-func time: " + stopWatch);
    }

    @Test
    public void testJanino() throws Exception {
        ExpressionEvaluator ee = new ExpressionEvaluator("(x-10)*Math.sin(0.1)*2",
            Double.class, new String[] {"x"}, new Class[] {Integer.class});

        StopWatch stopWatch = new StopWatch();
        stopWatch.start();
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            Double result = (Double) ee.evaluate(new Object[] {2});
        }
        stopWatch.stop();
        System.out.println("Janino time: " + stopWatch);
    }
}

Результат вполне оправдал мои ожидания:

                                 (ч:мм:сс.мс)
                  JDK Rhino time: 0:01:50.061
             JDK Rhino func time: 0:00:59.040
Mozilla Rhino compiled-func time: 0:00:00.344
                     Janino time: 0:00:00.156

В итоге получается, что скорость выполнения с Rhino использующейся в JDK заметно отстает от Janino, даже не смотря на выполнение через javascript-функцию. Однако, если вы будете использовать реализацию Rhino от Mozilla, с возможностью компиляции в bytecode, то получите лишь 2-х кратное отставание по скорости. И так первенство у Janino, который также компилирует выражения перед выполнением. При этом обращения к методу ExpressionEvaluator.evaluate будут thread-safe.