Code Cache
JVM在编译代码的时候,会在Code Cache中保存一些汇编指令。由于Code Cache的大小是固定,一旦它被填充满了,JVM就无法编译其它代码了。如果Code Cache很小,就会导致部分热点代码没有被编译,应用的性能将会急剧下降(执行解释性代码)。
如果JVM使用了client或tiered compilation编译器,更可能会出现问题;因为它们会对很多类都进行编译。当Code Cache满了的时候,JVM会打印类似于下面的告警信息
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM warning: CodeCacheis full.Compiler has been disabled.Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM warning: Tryincreasing thecode cache size using -XX:ReservedCodeCacheSize=
编译阈值
是否对代码进行编译受两个计数器的影响:
- 方法的调用次数
- 方法内循环的次数 。
当JVM执行一个JAVA方法的时候,它都会检查这两个计数器,以便确定是否需要对方法进行编译。
逃逸分析
逃逸分析(Escape Analysis)是目前Java虚拟机中比较前沿的优化技术。这是一种可以有效减少Java 程序中同步负载和内存堆分配压力的跨函数全局数据流分析算法。通过逃逸分析,Java Hotspot编译器能够分析出一个新的对象的引用的使用范围从而决定是否要将这个对象分配到堆上。
逃逸分析的基本行为就是分析对象动态作用域:当一个对象在方法中被定义后,它可能被外部方法所引用,例如作为调用参数传递到其他地方中,称为方法逃逸
例如以下代码
public static StringBuffer craeteStringBuffer(String s1, String s2) {
StringBuffer sb = new StringBuffer();
sb.append(s1);
sb.append(s2);
return sb;
}
public static String createStringBuffer(String s1, String s2) {
StringBuffer sb = new StringBuffer();
sb.append(s1);
sb.append(s2);
return sb.toString();
}
第一段代码中的sb就逃逸了,而第二段代码中的sb就没有逃逸
使用逃逸分析,编译器可以对代码做如下优化
同步省略(锁消除)
如果同步块所使用的锁对象通过这种分析被证实只能够被一个线程访问,那么JIT编译器在编译这个同步块的时候就会取消对这部分代码的同步。这个取消同步的过程就叫同步省略,也叫锁消除
如以下代码:
public void f() {
Object hollis = new Object();
synchronized(hollis) {
System.out.println(hollis);
}
}
代码中对hollis这个对象进行加锁,但是hollis对象的生命周期只在f()方法中,并不会被其他线程所访问到,所以在JIT编译阶段就会被优化掉。优化成
public void f() {
Object hollis = new Object();
System.out.println(hollis);
}
所以,在使用synchronized的时候,如果JIT经过逃逸分析之后发现并无线程安全问题的话,就会做锁消除
标量替换
标量(Scalar)是指一个无法再分解成更小的数据的数据。Java中的原始数据类型就是标量。相对的,那些还可以分解的数据叫做聚合量(Aggregate),Java中的对象就是聚合量,因为他可以分解成其他聚合量和标量
在JIT阶段,如果经过逃逸分析,发现一个对象不会被外界访问的话,那么经过JIT优化,就会把这个对象拆解成若干个其中包含的若干个成员变量来代替。这个过程就是标量替换
public static void main(String[] args) {
alloc();
}
private static void alloc() {
Point point = new Point(1,2);
System.out.println("point.x="+point.x+"; point.y="+point.y);
}
class Point{
private int x;
private int y;
}
以上代码中,point对象并没有逃逸出alloc方法,并且point对象是可以拆解成标量的。那么,JIT就会不会直接创建Point对象,而是直接使用两个标量int x ,int y来替代Point对象。
以上代码,经过标量替换后,就会变成:
private static void alloc() {
int x = 1;
int y = 2;
System.out.println("point.x="+x+"; point.y="+y);
}
可以看到,Point这个聚合量经过逃逸分析后,发现他并没有逃逸,就被替换成两个聚合量了。那么标量替换有什么好处呢?就是可以大大减少堆内存的占用。因为一旦不需要创建对象了,那么就不再需要分配堆内存了。
标量替换为栈上分配提供了很好的基础
栈上分配
在Java虚拟机中,对象是在Java堆中分配内存的,这是一个普遍的常识。但是,有一种特殊情况,那就是如果经过逃逸分析后发现,一个对象并没有逃逸出方法的话,那么就可能被优化成栈上分配。这样就无需在堆上分配内存,也无须进行垃圾回收了
栈上分配的技术基础
- 逃逸分析:逃逸分析的目的是判断对象的作用域是否有可能逃逸出函数体
- 标量替换: 允许将对象打散分配在栈上,比如若一个对象拥有两个字段,会将这两个字段视作局部变量进行分配
