使用Java 7进行转义分析/堆栈分配的资格
使用Java 7进行转义分析/堆栈分配的资格
提问于 2012-01-27 11:18:14
我正在使用Java7中的逃逸分析进行一些测试，以便更好地了解哪些对象有资格进行堆栈分配。
下面是我为测试堆栈分配而编写的代码：
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
public class EscapeAnalysis {
private static final long TIME_TO_TEST = 10L * 1000L; // 10s
static class Timestamp {
private long millis;
public Timestamp(long millis) {
this.millis = millis;
}
public long getTime() {
return millis;
}
public void setTime(long time) {
millis = time;
}
}
public static void main(String[] args) {
long r = 0;
System.out.println("test1");
r += test1();
System.out.println("test2");
r += test2();
System.out.println("test3");
r += test3();
System.out.println("test4");
r += test4();
System.out.println("test5");
r += test5();
System.out.println("test6");
r += test6();
System.out.println(r);
}
public static long test1() {
long r = 0;
long start = System.currentTimeMillis();
while (System.currentTimeMillis() - start < TIME_TO_TEST) {
r += new Timestamp(System.currentTimeMillis()).getTime();
}
return r;
}
public static long test2() {
ArrayList<Integer> l = new ArrayList<Integer>(1000);
for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
l.add(i);
}
long r = 0;
long start = System.currentTimeMillis();
while (System.currentTimeMillis() - start < TIME_TO_TEST) {
for (Iterator<Integer> it = l.iterator(); it.hasNext(); ) {
r += it.next().longValue();
}
}
return r;
}
public static long test3() {
long r = 0;
long start = System.currentTimeMillis();
while (System.currentTimeMillis() - start < TIME_TO_TEST) {
Timestamp ts = new Timestamp(System.currentTimeMillis());
ts.setTime(42);
r += ts.getTime();
}
return r;
}
public static long test4() {
ArrayList<Integer> l = new ArrayList<Integer>(1000);
for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
l.add(i);
}
long r = 0;
long start = System.currentTimeMillis();
while (System.currentTimeMillis() - start < TIME_TO_TEST) {
Iterator<Integer> it = l.iterator();
r += it.next().longValue();
r += it.next().longValue();
r += it.next().longValue();
r += it.next().longValue();
}
return r;
}
public static long test5() {
ArrayList<Integer> l = new ArrayList<Integer>(1000);
for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
l.add(i);
}
long r = 0;
long start = System.currentTimeMillis();
while (System.currentTimeMillis() - start < TIME_TO_TEST) {
Iterator<Integer> it = l.iterator();
for (int i = 0; i < l.size(); ++i) {
r += it.next().longValue();
}
}
return r;
}
public static long test6() {
long r = 0;
long start = System.currentTimeMillis();
while (System.currentTimeMillis() - start < TIME_TO_TEST) {
for (Timestamp ts = new Timestamp(System.currentTimeMillis());
ts.getTime() > 0;
ts.setTime(ts.getTime() + System.currentTimeMillis())) {
r += ts.getTime();
}
}
return r;
}
}下面是它在Linux上使用Java 7输出的内容
java -server -version
java version "1.7.0_02"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.7.0_02-b13)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 22.0-b10, mixed mode)
java -server -verbose:gc -XX:CompileThreshold=1 -cp bin EscapeAnalysis
test1
test2
[GC 15616K->352K(59776K), 0,0014270 secs]
[GC 15968K->288K(59776K), 0,0011790 secs]
[GC 15904K->288K(59776K), 0,0018170 secs]
[GC 15904K->288K(59776K), 0,0011100 secs]
[GC 15904K->288K(57152K), 0,0019790 secs]
[GC 15520K->320K(56896K), 0,0011670 secs]
[GC 15232K->284K(56256K), 0,0011440 secs]
test3
test4
test5
[GC 14876K->348K(55936K), 0,0005340 secs]
[GC 14620K->348K(56000K), 0,0004560 secs]
[GC 14300K->316K(55296K), 0,0004680 secs]
[GC 13948K->316K(55488K), 0,0003590 secs]
[GC 13692K->316K(54784K), 0,0004580 secs]
[GC 13436K->316K(54976K), 0,0005430 secs]
[GC 13180K->316K(54272K), 0,0004500 secs]
[GC 12924K->316K(54464K), 0,0005090 secs]
[GC 12668K->316K(53760K), 0,0004490 secs]
[GC 12412K->316K(53888K), 0,0004350 secs]
[GC 12156K->316K(53312K), 0,0005060 secs]
test6
6737499643744733086我正在使用GC日志来知道是否在堆栈上分配了对象(来自Java中的逸出分析的想法)，这可能不是100%可靠的，但似乎给出了很好的提示。
在输出的基础上，堆栈分配工作于test1、test3、test4和test6，而不适用于test2和test5。我不明白为什么在for-循环中迭代器不能工作，尽管它可以工作。
- 在for-循环外使用迭代器(请参阅test4)，
- 在for-循环中使用另一个对象(请参见test6)。
我已经阅读了ArrayList迭代器的代码，我不明白为什么它不符合测试2和5中堆栈分配的条件，因为它既不能逃脱当前的方法，也不能逃避当前的线程。
有什么想法吗？
回答 3
Stack Overflow用户
回答已采纳
发布于 2012-01-27 15:58:39
EA是C2编译器基于它生成的IR来分析的东西，因此您需要它来编译这个方法，然后才能享受它的好处。每个测试只调用一次，因此没有机会进行编译。热点内部wiki中EA和C2 IR的详细信息(https://wiki.openjdk.java.net/display/HotSpot/Overview+of+Ideal,+C2%27s+high+level+intermediate+representation和https://wiki.openjdk.java.net/display/HotSpot/EscapeAnalysis)
下面是一个试图展示影响的版本
import com.sun.management.ThreadMXBean;
import java.lang.management.ManagementFactory;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
public class EscapeAnalysisTest {
private static final long TIME_TO_TEST = 10L * 1000L; // 10s
static class Timestamp {
private long millis;
public Timestamp(long millis) {
this.millis = millis;
}
public long getTime() {
return millis;
}
public void setTime(long time) {
millis = time;
}
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println("****");
doIt();
System.out.println("****");
doIt();
System.out.println("****");
doIt();
System.out.println("****");
doIt();
System.out.println("****");
}
private static void doIt() {
final ThreadMXBean mxbean = (ThreadMXBean) ManagementFactory.getThreadMXBean();
final long tid = Thread.currentThread().getId();
long r = 0;
final long allocPre = mxbean.getThreadAllocatedBytes(tid);
r += test1();
long alloc1 = mxbean.getThreadAllocatedBytes(tid);
System.out.println("test1 - " + (alloc1 - allocPre));
r += test2();
final long alloc2 = mxbean.getThreadAllocatedBytes(tid);
System.out.println("test2 - " + (alloc2 - alloc1));
r += test3();
final long alloc3 = mxbean.getThreadAllocatedBytes(tid);
System.out.println("test3 - " + (alloc3 - alloc2));
r += test4();
final long alloc4 = mxbean.getThreadAllocatedBytes(tid);
System.out.println("test4 - " + (alloc4 - alloc3));
r += test5();
final long alloc5 = mxbean.getThreadAllocatedBytes(tid);
System.out.println("test5 - " + (alloc5 - alloc4));
r += test6();
final long alloc6 = mxbean.getThreadAllocatedBytes(tid);
System.out.println("test6 - " + (alloc6 - alloc5));
System.out.println(r);
}
public static long test1() {
long r = 0;
long start = System.currentTimeMillis();
while (System.currentTimeMillis() - start < TIME_TO_TEST) {
r += new Timestamp(System.currentTimeMillis()).getTime();
}
return r;
}
public static long test2() {
ArrayList<Integer> l = new ArrayList<Integer>(1000);
for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
l.add(i);
}
long r = 0;
long start = System.currentTimeMillis();
while (System.currentTimeMillis() - start < TIME_TO_TEST) {
for (Iterator<Integer> it = l.iterator(); it.hasNext(); ) {
r += it.next().longValue();
}
}
return r;
}
public static long test3() {
long r = 0;
long start = System.currentTimeMillis();
while (System.currentTimeMillis() - start < TIME_TO_TEST) {
Timestamp ts = new Timestamp(System.currentTimeMillis());
ts.setTime(42);
r += ts.getTime();
}
return r;
}
public static long test4() {
ArrayList<Integer> l = new ArrayList<Integer>(1000);
for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
l.add(i);
}
long r = 0;
long start = System.currentTimeMillis();
while (System.currentTimeMillis() - start < TIME_TO_TEST) {
Iterator<Integer> it = l.iterator();
r += it.next().longValue();
r += it.next().longValue();
r += it.next().longValue();
r += it.next().longValue();
}
return r;
}
public static long test5() {
ArrayList<Integer> l = new ArrayList<Integer>(1000);
for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
l.add(i);
}
long r = 0;
long start = System.currentTimeMillis();
while (System.currentTimeMillis() - start < TIME_TO_TEST) {
Iterator<Integer> it = l.iterator();
for (int i = 0; i < l.size(); ++i) {
r += it.next().longValue();
}
}
return r;
}
public static long test6() {
long r = 0;
long start = System.currentTimeMillis();
while (System.currentTimeMillis() - start < TIME_TO_TEST) {
for (Timestamp ts = new Timestamp(System.currentTi());
ts.getTime() > 0;
ts.setTime(ts.getTime() + System.currentTimeMillis())) {
r += ts.getTime();
}
}
return r;
}
}在使用-server -XX:CompileThreshold=1运行时生成以下输出
****
test1 - 109048
test2 - 89243416
test3 - 16664
test4 - 42840
test5 - 71982168
test6 - 1400
-5351026995119026839
****
test1 - 16432
test2 - 85921464
test3 - 16664
test4 - 42840
test5 - 66777600
test6 - 1368
7844020592566674506
****
test1 - 48
test2 - 18256
test3 - 272
test4 - 18264
test5 - 18264
test6 - 272
-2137858376905291730
****
test1 - 48
test2 - 18256
test3 - 272
test4 - 18264
test5 - 18264
test6 - 272
3273987624143297143
****这里的一个危险是，这个方法的编译已经从根本上改变了它，我没有试图防止这种情况，所以可能需要使用LogCompilation或PrintCompilation进行检查。
Stack Overflow用户
发布于 2012-05-08 02:37:32
转义分析在很大程度上依赖于函数调用的内联。
与任何其他微基准测试一样--特别是在服务器上--热身是必需的。如果删除-XX:CompileThreshold=1并在循环中执行主测试，您将注意到，在1-2次迭代之后，它将停止收集垃圾，因为编译器收集了足够的分析信息，可以内联这些方法，然后执行转义分析。
Stack Overflow用户
发布于 2017-03-24 21:44:59
我只是研究了同样的事情，但是对于Java 8，我把答案放在一个重复的问题中，因为我没有及时找到这个问题。
来自完整的答案的摘要
首先，它依赖于实现。这个答案适用于OracleJVM1.8，可能也适用于OracleJVM1.8。
其次，正如其他人所指出的，堆栈分配只在C2编译器编译一个方法时发生，只有在方法被调用足够多次之后才会发生。
如果是，则可以在以下情况下分配对象：
- 所有使用它的方法调用都是内联的。
- 它从不分配给任何静态或对象字段，只分配给局部变量(内联方法调用的参数成为局部变量)。
- 在程序的每一点，包含对对象的引用的局部变量必须是JIT时间可确定的，并且不依赖于任何不可预测的条件控制流。
- 如果对象是一个数组，那么它的大小必须是JIT时间常数，索引到它的时候必须使用JIT时间常量。
如果你不知道Hotspot的一些具体的怪癖，尤其是内衬是不可预测的。有关详细信息，请参阅链接答案。
编辑:我试着在java 8 (OpenJDK)上运行您的测试，所有内容都是内联的。因此，java 7和8在堆栈分配方面存在差异。
页面原文内容由Stack Overflow提供。腾讯云小微IT领域专用引擎提供翻译支持
原文链接：
https://stackoverflow.com/questions/9032519
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