java性能优化——编译器优化进阶(编译线程、内联、逃逸分析)

Love The Way You Lie 2023-09-28 05:55 5阅读 0赞

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## 编译线程 ##

当达到编译阈值时，方法或循环就是进入编译队列，在后台异步地获取队列的代码进行编译。

编译队列不是严格的先进先出，执行次数越多的代码具有更高的优先级。这也是在上一章节，我们通过标志PrintCompilation查看被编译方法时，compilationg\_id不完全按顺序递增的原因。

使用不同的编译器，在不同平台下会有不同的线程数，与平台的cpu数有关。

通常来说，使用client编译器，则会开启一个线程；使用server编译器，则会开启两个线程。当开启分层编译时，将会开启多个线程，在不同的平台的CPU数量下，线程数也会不同，在分层编译器中，会将client编译器称为C1编译器，将server编译器称为C2编译器，我们下满就这么称呼它们，简单列举几个情况：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> cpu数量 </td> 
 <td> C1 </td> 
 <td> C2 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 1 </td> 
 <td> 1 </td> 
 <td> 1 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 2 </td> 
 <td> 1 </td> 
 <td> 1 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 4 </td> 
 <td> 1 </td> 
 <td> 2 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 8 </td> 
 <td> 1 </td> 
 <td> 2 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 16 </td> 
 <td> 2 </td> 
 <td> 6 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 32 </td> 
 <td> 3 </td> 
 <td> 7 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 64 </td> 
 <td> 4 </td> 
 <td> 8 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 128 </td> 
 <td> 4 </td> 
 <td> 10 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

我们通过标志CICompilerCount来查看当前jvm的线程数量，这是jvm处理编译队列的总线程数：

[root@hecs-402944 opt]# jinfo -flag CICompilerCount 11210
    -XX:CICompilerCount=2
    复制代码

我的服务器是2核，所以是2。其中包含一个client线程和server线程。

## 内联 ##

方法内联是编译器当中做的最重要的性能优化。我们熟悉的java实体类，通常都会为每个属性添加getter和setter方法，这种方法的调用相比于直接访问变量，会有较大的性能开销。

jvm当中方法调用，存在于虚拟机栈的栈帧当中，整个调用链较长，会有较大的性能损耗。

有如下的代码：

static class Student {
        private String name;
    
        private String firstName;
        
        private String secondName;
        
        public String getName() {
            return name;
        }
    
        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }
    
        public String getFirstName() {
            return firstName;
        }
    
        public void setFirstName(String firstName) {
            this.firstName = firstName;
        }
    
        public String getSecondName() {
            return secondName;
        }
    
        public void setSecondName(String secondName) {
            this.secondName = secondName;
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student();
        student.setName(student.getFirstName() + student.getSecondName());
    }
    复制代码

在jvm帮助我们在编译时进行内联后，就会有如下的代码：

public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student();
        student.name = student.firstName + student.secondName;
    }
    复制代码

如上所示，已经将get和set方法的调用进行替换为直接属性的调用。

可以通过如下方式查看内联属性：

[root@hecs-402944 opt]# jinfo -flag Inline 11210
    -XX:+Inline
    复制代码

默认是开启的，此参数对性能影响巨大，不建议关闭。

## 内联的条件 ##

触发方法内联是有条件的，不是所有的代码都会被内联。

是否可以被内联取决于方法代码是否够热和它的大小。

*  当代码小于325字节，并且被频繁调用时，会发生内联。资料显示可以通过MaxFreqInlineSize设置此值，但是我在java8当中发现此值不存在。\[root@hecs-402944 opt\]\# jinfo -flag MaxFreqInlineSize 11210 no such flag 'MaxFreqInlineSize' 复制代码
 *  在上一条的基础上，只有代码小于35字节时，才会发生内联。可以通过MaxInlineSize设置。\[root@hecs-402944 opt\]\# jinfo -flag MaxInlineSize 11210 -XX:MaxInlineSize=35 复制代码

## 逃逸分析 ##

逃逸分析简单来说就是检查变量，查看变量的使用位置，检测其是否被其他范围所使用。如果它没有超出范围，那就是一个局部变量，我们能够针对这个变量做更多的优化。

如果被外部的方法调用，则称之为方法逃逸。 如果被外部的线程调用，则称之为线程逃逸。

在java8当中逃逸分析是默认被开启的：

[root@hecs-402944 opt]# jinfo -flag DoEscapeAnalysis 11210
    -XX:+DoEscapeAnalysis
    复制代码

开启逃逸分析后，server编译器将会进行很激进的优化：

*  锁省略：对于对象内部的方法锁synchronized，在编译时会被优化掉，对象被new()时，其基本上不会被多个线程同时调用。
 *  变量保存在寄存器：对于对象内的属性变量，当不会发生逃逸时，会将变量放在寄存器当中，而不是内存当中。

当然还有很多复杂的优化，这里不过多介绍，因为不建议我们针对逃逸分析做优化。

但是我们可以就逃逸分析解决一些问题：

*  开启逃逸分析后，可能会有某些代码编译时报错，如果我们发现，最好的做法是简化这部分代码，而不是关闭逃逸分析

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