01 JVM型別以及編譯器模式
今天是2018年9月25日09:51:48,上次寫完Java NIO的一些總結之後,馬上將要開啟新的博文欄。關於jvm引數調整的。本篇博文即是第一篇關於jvm引數介紹的文章。
現在的JVM執行Java程式(和其它的相容性語言)時在高效性和穩定性方面做的非常出色。自適應記憶體管理、垃圾收集、及時編譯、動態類載入、鎖優化——這裡僅僅列舉了某些場景下會發生的神奇的事情,但他們幾乎不會直接與普通的程式設計師相關。在執行時,JVM會不斷的計算並優化應用或者應用的某些部分。
雖然有了這種程度的自動化(或者說有這麼多自動化),但是JVM仍然提供了足夠多的外部監控和手動調優工具。在有錯誤或低效能的情況下,JVM必須能夠讓專家除錯。順便說一句,除了這些隱藏在引擎中的神奇功能,允許大範圍的手動調優也是現代JVM的優勢之一
-server and -client
有兩種型別的 HotSpot JVM,即”server”和”client”。服務端的VM中的預設為堆提供了一個更大的空間以及一個並行的垃圾收集器,並且在執行時可以更大程度地優化程式碼。客戶端的VM更加保守一些(校對注:這裡作者指客戶端虛擬機器有較小的預設堆大小),這樣可以縮短JVM的啟動時間和佔用更少的記憶體
如果我們不喜歡預選(校對注:指JVM自動選擇的JVM型別)的JVM,我們可以使用-server和-client引數來設定使用服務端或客戶端的VM。雖然當初服務端VM的目標是長時間執行的服務程序,但是現在看來,在執行獨立應用程式時它比客戶端VM有更出色的效能。當應用的效能非常重要時,我推薦使用-server引數來選擇服務端VM。一個常見的問題:在一個32位的系統上,HotSpot JDK可以執行服務端VM,但是32位的JRE只能執行客戶端VM。
-version and -showversion
當我們呼叫“java”命令時,我們如何才能知道我們安裝的是哪個版本的Java和JVM型別呢?在同一個系統中安裝多個Java,如果不注意的話有執行錯誤JVM的風險。在不同的Linux版本上預裝JVM這方面,我承認現在已經變的比以前好很多了。幸運的是,我們現在可以使用-version引數,它可以打印出正在使用的JVM的資訊。例如:
$ java -version
java version "1.6.0_24"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.6.0_24-b07)
Java HotSpot(TM) Client VM (build 19.1-b02, mixed mode, sharing)
輸出顯示的是Java版本號(1.6.0_24)和JRE確切的build號(1.6.0_24-b07)。我們也可以看到JVM的名字(HotSpot)、型別(client)和build ID(19.1-b02) )。除此之外,我們還知道JVM以混合模式(mixed mode)在執行,這是HotSpot預設的執行模式,意味著JVM在執行時可以動態的把位元組碼編譯為原生代碼。我們也可以看到類資料共享(class data sharing)是開啟的,類資料共享(class data sharing)是一種在只讀快取(在jsa檔案中,”Java Shared Archive”)中儲存JRE的系統類,被所有Java程序的類載入器用來當做共享資源。類資料共享(Class data sharing)可能在經常從jar文件中讀所有的類資料的情況下顯示出效能優勢。
-version引數在列印完上述資訊後立即終止JVM。還有一個類似的引數-showversion可以用來輸出相同的資訊,但是-showversion緊接著會處理並執行Java程式。因此,-showversion對幾乎所有Java應用的命令列都是一個有效的補充。你永遠不知道你什麼時候,突然需要了解一個特定的Java應用(崩潰時)使用的JVM的一些資訊。在啟動時新增-showversion,我們就能保證當我們需要時可以得到這些資訊。
-Xint, -Xcomp, 和 -Xmixed
-Xint和-Xcomp引數和我們的日常工作不是很相關,但是我非常有興趣通過它來了解下JVM。在解釋模式(interpreted mode)下,-Xint標記會強制JVM執行所有的位元組碼,當然這會降低執行速度,通常低10倍或更多。-Xcomp引數與它(-Xint)正好相反,JVM在第一次使用時會把所有的位元組碼編譯成原生代碼,從而帶來最大程度的優化。這聽起來不錯,因為這完全繞開了緩慢的直譯器。然而,很多應用在使用-Xcomp也會有一些效能損失,當然這比使用-Xint損失的少,原因是-xcomp沒有讓JVM啟用JIT編譯器的全部功能。JIT編譯器在執行時建立方法使用檔案,然後一步一步的優化每一個方法,有時候會主動的優化應用的行為。這些優化技術,比如,積極的分支預測(optimistic branch prediction),如果不先分析應用就不能有效的使用。另一方面方法只有證明它們與此相關時才會被編譯,也就是,在應用中構建某種熱點。被呼叫很少(甚至只有一次)的方法在解釋模式下會繼續執行,從而減少編譯和優化成本。
注意混合模式也有他自己的引數,-Xmixed。最新版本的HotSpot的預設模式是混合模式,所以我們不需要特別指定這個標記。我們來用物件填充HashMap然後檢索它的結果做一個簡單的用例。每一個例子,它的執行時間都是很多次執行的平均時間。
$ java -server -showversion Benchmark java version "1.6.0_24" Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.6.0_24-b07) Java HotSpot(TM) Server VM (build 19.1-b02, mixed mode) Average time: 0.856449 seconds |
$ java -server -showversion -Xcomp Benchmark java version "1.6.0_24" Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.6.0_24-b07) Java HotSpot(TM) Server VM (build 19.1-b02, compiled mode) Average time: 0.950892 seconds |
$ java -server -showversion -Xint Benchmark java version "1.6.0_24" Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.6.0_24-b07) Java HotSpot(TM) Server VM (build 19.1-b02, interpreted mode) Average time: 7.622285 seconds |
當然也有很多使-Xcomp表現很好的例子。特別是執行時間長的應用,我強烈建議大家使用JVM的預設設定,讓JIT編譯器充分發揮其動態潛力,畢竟JIT編譯器是組成JVM最重要的元件之一。事實上,正是因為JVM在這方面的進展才讓Java不再那麼慢。