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Java 6中的性能优化  

2008-01-19 22:06:29|  分类: Java |  标签: |举报 |字号 订阅

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Java 6都出来一年多了,有什么新功能竟然还没有好好的完整看过,汗。可能是由于搞数据库的关系,我对任何东西最关注的就是性能,所以先看看这方面。关于Java 6的性能提升,Sun有全面的性能白皮书,据此Java 6的主要性能提升如下:

1、偏向锁(Biased locking)
Java 6以前加锁操作都会导致一次原子CAS(Compare-And-Set)操作,CAS操作是比较耗时的,即使这个锁上实际上没有冲突,只被一个线程拥有,也会带来较大开销。为解决这一问题,Java 6中引入偏向锁技术,即一个锁偏向于第一个加锁的线程,该线程后续加锁操作不需要同步。大概的实现如下:一个锁最初为NEUTRAL状态,当第一个线程加锁时,将该锁的状态修改为BIASED,并记录线程ID,当这一线程进行后续加锁操作时,若发现状态是BIASED并且线程ID是当前线程ID,则只设置一下加锁标志,不需要进行CAS操作。其它线程若要加这个锁,需要使用CAS操作将状态替换为REVOKE,并等待加锁标志清零,以后该锁的状态就变成DEFAULT,常用旧的算法处理。这一功能可用-XX:-UseBiasedLocking命令禁止。

2、锁粗化(Lock coarsening)
如果一段代码经常性的加锁和解锁,在解锁与下次加锁之间又没干什么事情,则可以将多次加加锁解锁操作合并成一对。这一功能可用-XX:-EliminateLocks禁止。

3、自适应自旋(Adaptive spinning)
一般在多CPU的机器上加锁实现都会包含一个短期的自旋过程。自旋的次数不太好决定,自旋少了会导致线程被挂起和上下文切换增加,自旋多了耗CPU。为此Java 6中引入自适应自旋技术,即根据一个锁最近自旋加锁成功概率动态调整自旋次数。

4、常用大内存分布的堆(large page heap)
在大内分页是x86/amd64架构上用来减小TLB(虚拟地址到物理地址翻译缓存)大小的TLB失配率。Java 6中的内存堆可以使用这一技术。

5、提高数组拷贝性能
对每种类型大小写一个定制的汇编数组拷贝程序。

6、后台进行代码优化
Background Compilation in HotSpot? Client Compiler: 后台进行代码优化

7、线性扫描寄存器分配算法(Linear Scan Register Allocation):
一种新的寄存器分配策略,基于SSA(static single assignment),性能提高10%左右。常用的寄存器分配算法将寄存器分配看作图着色问题,时间复杂度是O(n^4),不适用于Java的JIT编译。原来的JVM里是根据一些本地启发式规则来分配寄存器,效果不太好,Java 6中使用的线性扫描寄存器算法能够达到与图颜色算法相似的效果,并且时间复杂度是线性的。

8、并行缩并垃圾收集器(Parallel Compaction Collector)
进行Full GC时使用并行垃圾收集(JDK 5里原来非Full GC是并行的但Full GC是串行的),使用-XX:+UseParallelOldGC开启这一功能

9、并行低停顿垃圾收集器(Concurrent Low Pause Collector)
显式调用gc(如System.gc)时也可以并行进行标记-清扫式垃圾收集,使用-XX:+ExplicitGCInvokesConcurrent开启。

10、Ergonomics in the 6.0 Java Virtual Machine
自动调整垃圾收集策略、堆大小等配置,这一功能在JDK 5中加入,JDK 6中得到显著增强,SPECjbb2005性能提高70%。

11、boot类装载器的优化
jre中增加一个描述package所在jar文件的元索引文件,加快classloader加载类性能,提高桌面Java应用启动速度(+15%)。内存占用也减少了10%

12、图形程序优化
在jvm启动之前显示splash。

Swing程序中每个窗口有一个后台显示缓存,当该窗口原来被遮挡,现在要显示时直接从该缓存拷贝数据进行渲染,即使该窗口的绘制线程被阻塞也可以完成这一渲染


相关资料:
  1. Java 6官方性能白皮书
  2. 关于biased locking,CAS的详细说明
  3. Biased locking的论文

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