Energieverbrauchsmessung von JUnit Tests durch die jPowerMonitor Extension

Wie im Blogbeitrag „Green Coding – Energieverbrauch von Software messen“ beschrieben wurde, wollen wir sowohl mit dem Java Agent als auch mit der JUnit Extension des jPowerMonitors eine aktuell noch bestehende Lücke in den bereits etablierten Tools zur Energieverbrauchsmessung schließen. Was sind Unittests und wie kann die Extension richtig eingesetzt werden? Diese Fragen beantworten wir im Folgenden.

Unittests

Unittests sind seit langem fester Bestandteil des Softwareentwicklungsprozesses. Tests bieten diverse Vorteile und werden regelmäßig über den Entwicklungs- und Wartungsprozess hinweg verwendet.¹ Unsere Extension könnte neuer Bestandteil des etablierten Java-Unittestings mit JUnit werden. Sie soll Softwareentwickler in ihrer täglichen Arbeit unterstützen, wobei die Verwendung möglichst einfach und unkompliziert sein soll.

Verwendung der Extension

Um die JPowerMonitorExtension zu registrieren und damit für die eigenen Unittests zu verwenden, wird der Test mit @ExtendWith annotiert. Die Annotation kann mehrfach zu einem Test hinzugefügt werden oder eine Liste von Extensions als Parameter enthalten.²

Am besten werden die Testfälle als @RepeatedTests³ ausgeführt. Bei der Annotation kann angegeben werden, wie oft ein Test wiederholt werden soll, beispielsweise immer zehnmal. Im Ergebnis-CSV kann dann der Durchschnitt der Ergebnisse berechnet werden. Durch die Wiederholung und die Berechnung des Durchschnittes werden die Messergebnisse genauer und aussagekräftiger.

Messergebnisse

Die Extension ermöglicht es, den Energieverbrauch einzelner Unittests zu ermitteln und in eine CSV-Datei zu schreiben. Diese CSV-Datei kann für spätere Überwachung und Analysen genutzt werden und enthält alle berücksichtigten Messpunkte.

Folgende Elemente werden ausgegeben:

1. Uhrzeit des Tests
2. Name des gemessenen Testfalls
3. Sensor bzw. Rechnername
4. Messwert inklusive Einheit (W)
5. Grundlast inklusive Einheit (W)
6. Verbrauchte Energie inklusive Einheit (Wh)
7. Energiewert + Grundlast inklusive Einheit (Wh)

Fazit

Wir haben unser Ziel, mit der JUnit-Extension die Energieverbräuche verschiedener Implementierungen eines Algorithmus zu vergleichen, erreicht. Damit kann eine bestehende Lücke in den etablierten Tools zur Energieverbrauchsmessung geschlossen werden. Wie unser Beispiel zeigt, ist der Einsatz der JUnit-Extension einfach und unproblematisch möglich, wobei das wiederholte Ausführen der Tests zu verlässlicheren Messergebnissen führt.