推荐风轻扬：Java 6中的性能优化
程序员文章站
2022-06-14 18:54:05
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J2SE 6(代号：Mustang野马)主要设计原则之一就是提升J2SE的性能和扩展能力，主要通过最大程度提升运行效率，更好的垃圾收集和一些客户端性能来达到。
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.
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.
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