jvm 性能_JVM性能魔术

jvm 性能

HotSpot是我们众所周知和喜爱的JVM，是Java和Scala汁流淌的大脑。多年来，许多工程师对其进行了改进和调整，并且每次迭代时，其代码执行的速度和效率都接近于本机编译代码。

JIT（“及时”）编译器是其核心。该组件的唯一目的是使您的代码快速运行，这是HotSpot如此受欢迎和成功的原因之一。

JIT编译器实际上是做什么的？

在执行代码时，JVM会收集有关其行为的信息。一旦收集了有关热方法的足够统计信息（默认阈值为10K调用），编译器就会启动，并将该方法的与平台无关的“慢”字节码转换为自身的优化，精简，平均编译版本。

一些优化是显而易见的：简单的方法内联，清除死代码，用本机数学运算替换库调用等。请注意，JIT编译器不会就此停止。这是它执行的一些更有趣的优化：

分而治之

您使用以下模式多少次：

StringBuilder sb = new StringBuilder("Ingredients: ");for (int i = 0; i < ingredients.length; i++) {if (i > 0) {sb.append(", ");}sb.append(ingredients[i]);
}return sb.toString();

也许这个：

boolean nemoFound = false;for (int i = 0; i < fish.length; i++) {String curFish = fish[i];if (!nemoFound) {if (curFish.equals("Nemo")) {System.out.println("Nemo! There you are!");nemoFound = true;continue;}}if (nemoFound) {System.out.println("We already found Nemo!");} else {System.out.println("We still haven't found Nemo : (");}
}

这两个循环的共同点是，在这两种情况下，循环都会做一件事一段时间，然后从某个角度开始做另一件事。编译器可以发现这些模式，并将循环拆分为多个案例，或“剥离”多个迭代。

让我们以第一个循环为例。 if (i > 0)行在一次迭代中以false开头，则从那一点开始始终为true 。那么为什么每次都要检查情况呢？编译器将编译该代码，就像这样编写：

StringBuilder sb = new StringBuilder("Ingredients: ");if (ingredients.length > 0) {sb.append(ingredients[0]);for (int i = 1; i < ingredients.length; i++) {sb.append(", ");sb.append(ingredients[i]);}
}return sb.toString();

这样，即使某些代码在过程中可能重复，也可以删除多余的if (i > 0) ，因为速度就是它的全部。

生活在边缘

空检查是一丁点的。有时null对于我们的引用是有效值（例如，指示缺少值或错误），但是有时为了安全起见，我们添加了null检查。

其中某些检查可能永远不会失败（就此而言，null表示失败）。一个经典的示例将包含一个断言，如下所示：

public static String l33tify(String phrase) {if (phrase == null) {throw new IllegalArgumentException("phrase must not be null");}return phrase.replace('e', '3');
}

如果您的代码运行良好，并且从未将null作为l33tify的参数l33tify ，则断言将永远不会失败。

在多次执行此代码而没有进入if语句的主体之后，JIT编译器可能会乐观地认为此检查很有可能是不必要的。然后，它将继续编译该方法，将检查全部丢弃，就好像是这样写的：

public static String l33tify(String phrase) {return phrase.replace('e', '3');
}

这可以显着提高性能，这在大多数情况下可能是纯粹的胜利。

但是，如果那个幸福道路的假设最终被证明是错误的怎么办？

由于JVM现在正在执行本机已编译的代码，因此null引用不会导致模糊的NullPointerException ，而是导致实际的，苛刻的内存访问冲突。 JVM是它的底层生物，它将拦截产生的分段错误，进行恢复，并进行去优化后进行后续处理-编译器不能再假定null检查是多余的：它重新编译该方法，这次使用null检查。

虚拟精神错乱

JVM的JIT编译器与其他静态编译器（例如C ++编译器）之间的主要区别之一是，JIT编译器具有动态运行时数据，决策时可以依赖该动态运行时数据。

方法内联是一种常见的优化，其中编译器采用完整的方法并将其代码插入另一个代码中，以避免调用方法。在处理虚拟方法调用（或动态调度 ）时，这会有些棘手。

以以下代码为例：

public class Main {public static void perform(Song s) {s.sing();}
}public interface Song { void sing(); }public class GangnamStyle implements Song {@Overridepublic void sing() {System.out.println("Oppan gangnam style!");}
}public class Baby implements Song {@Overridepublic void sing() {System.out.println("And I was like baby, baby, baby, oh");}
}// More implementations here

该方法perform可能被执行数百万次，每一次方法的调用sing发生。调用是昂贵的，尤其是诸如此类的调用，因为调用需要根据s的运行时类型每次动态选择要执行的实际代码。在这一点上，内联似乎是一个遥不可及的梦想，不是吗？

不必要！执行后， perform几千次，编译器可能会决定，根据其收集的统计数据，该调用的95％的目标的一个实例GangnamStyle 。在这些情况下，HotSpot JIT可以执行乐观优化，以消除虚拟的sing调用。换句话说，编译器将为这些代码生成本机代码：

public static void perform(Song s) {if (s fastnativeinstanceof GangnamStyle) {System.out.println("Oppan gangnam style!");} else {s.sing();}
}

由于此优化依赖于运行时信息，因此即使它是多态的，它也可以消除大多数sing调用。

JIT编译器还有很多技巧，但这些只是一些技巧，可让您了解当我们的代码由JVM执行和优化时的幕后故事。

我能提供帮助吗？

JIT编译器是面向简单人员的编译器；它旨在优化简单的编写方式，并搜索日常标准代码中出现的模式。帮助您的编译器的最佳方法是不要太努力地帮助它-只需像否则那样编写代码即可。

参考：来自Takipi博客的JCG合作伙伴 Niv Steingarten的JVM性能魔术技巧。

翻译自: https://www.javacodegeeks.com/2013/06/jvm-performance-magic-tricks.html

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