Bagaimana untuk memahami melarikan diri di Jawa

Dalam sistem kompilasi Java, proses menukar fail kod sumber Java kepada arahan mesin boleh laksana komputer memerlukan dua peringkat kompilasi Peringkat pertama ialah menukar fail .java kepada fail .class. Peringkat kedua penyusunan ialah proses menukar .class kepada arahan mesin.

Bahagian pertama kompilasi ialah arahan javac.

Dalam peringkat kompilasi kedua, JVM mentafsir kod bait dan menterjemahkannya ke dalam arahan mesin yang sepadan, membacanya satu demi satu dan mentafsir terjemahan satu demi satu. Jelas sekali, selepas tafsiran dan pelaksanaan, kelajuan pelaksanaannya pasti akan menjadi jauh lebih perlahan daripada program bytecode binari boleh laku. Ini adalah fungsi penterjemah JVM tradisional (Interpreter). Bagi menyelesaikan masalah kecekapan ini, teknologi JIT (just in time compilation) telah diperkenalkan.

Selepas pengenalan teknologi JIT, program Java masih ditafsir dan dilaksanakan melalui penterjemah Apabila JVM mendapati bahawa kaedah atau blok kod tertentu berjalan dengan kerap, ia akan menganggapnya sebagai "Kod Titik Panas". Kemudian JIT akan menterjemah sebahagian daripada "kod panas" ke dalam kod mesin yang berkaitan dengan mesin tempatan, mengoptimumkannya, dan kemudian cache kod mesin yang diterjemahkan untuk kegunaan seterusnya.

Memandangkan saya telah pun memperkenalkan kandungan kompilasi JIT dan pengesanan tempat liputan dalam analisis mendalam saya tentang prinsip kompilasi Java, saya tidak akan membincangkan butiran di sini. Artikel ini terutamanya memperkenalkan pengoptimuman dalam JIT. Salah satu aspek pengoptimuman JIT yang paling penting ialah analisis melarikan diri.

Analisis melarikan diri

Mengenai konsep analisis melarikan diri, anda boleh merujuk kepada fakta bahawa tidak semua objek dan tatasusunan memperuntukkan memori pada timbunan. Satu artikel, berikut ulasan ringkas:

Tingkah laku asas analisis melarikan diri adalah untuk menganalisis skop dinamik objek: apabila objek ditakrifkan dalam kaedah, ia mungkin dirujuk oleh kaedah luaran, seperti dihantar ke tempat lain sebagai parameter panggilan, yang dipanggil kaedah melarikan diri.

Contohnya, kod berikut:

StringBuffer statik awam craeteStringBuffer(String s1, String s2) {

StringBuffer sb = StringBuffer();

sb.append(s1);

sb.append(s2);

Kembalikan sb;

}

String statik awam createStringBuffer(String s1, String s2) {

StringBuffer sb = StringBuffer();

sb.append(s1);

sb.append(s2);

Kembalikan sb.toString();

}

Sb dalam kod pertama terlepas, tetapi sb dalam kod kedua tidak terlepas.

Menggunakan analisis melarikan diri, pengkompil boleh mengoptimumkan kod seperti berikut:

1. Penyegerakan diabaikan. Jika objek didapati hanya boleh diakses dari satu utas, penyegerakan mungkin tidak dipertimbangkan untuk operasi pada objek ini.

2. Tukarkan peruntukan timbunan kepada peruntukan tindanan. Jika objek diperuntukkan dalam subrutin, supaya penunjuk kepada objek tidak pernah terlepas, objek itu mungkin calon untuk peruntukan tindanan dan bukannya peruntukan timbunan.

3. Asingkan objek atau penggantian skalar. Sesetengah objek mungkin tidak perlu wujud sebagai struktur memori berterusan untuk diakses, jadi sebahagian (atau semua) objek mungkin tidak disimpan dalam ingatan, tetapi disimpan dalam daftar CPU.

Apabila kod Java berjalan, anda boleh menentukan sama ada untuk mendayakan analisis melarikan diri melalui parameter JVM,

-XX:+DoEscapeAnalysis: Menunjukkan menghidupkan analisis melarikan diri

-XX:-DoEscapeAnalysis: Menunjukkan mematikan analisis melarikan diri telah dimulakan secara lalai sejak jdk 1.7 Jika anda ingin mematikannya, anda perlu menentukan -XX:-DoEscapeAnalysis

. Penyegerakan diabaikan

Apabila menyusun blok disegerakkan secara dinamik, pengkompil JIT boleh menggunakan analisis melarikan diri untuk menentukan sama ada objek kunci yang digunakan oleh blok disegerakkan hanya boleh diakses oleh satu utas dan belum dikeluarkan ke utas lain.

Jika objek kunci yang digunakan oleh blok disegerakkan disahkan hanya boleh diakses oleh satu utas melalui analisis ini, pengkompil JIT akan menyahsegerakkan bahagian kod ini apabila menyusun blok disegerakkan. Proses membatalkan penyegerakan ini dipanggil ketinggalan penyegerakan, juga dipanggil penghapusan kunci.

Seperti kod berikut:

kekosongan awam f() {

Objek hollis = Objek baharu();

disegerakkan(hollis) {

System.out.println(hollis);

}

}

Objek hollis dikunci dalam kod, tetapi kitaran hayat objek hollis hanya dalam kaedah f() dan tidak akan diakses oleh benang lain, jadi ia akan dioptimumkan semasa fasa kompilasi JIT. Dioptimumkan kepada:

kekosongan awam f() {

Objek hollis = Objek baharu();

System.out.println(hollis);

}

Oleh itu, apabila menggunakan disegerakkan, jika JIT mendapati bahawa tiada masalah keselamatan benang selepas analisis melarikan diri, ia akan menghapuskan kunci.

Penggantian skalar

Skalar merujuk kepada data yang tidak boleh dipecahkan kepada data yang lebih kecil. Jenis data primitif dalam Java ialah skalar. Sebaliknya, data yang boleh diuraikan dipanggil agregat Objek dalam Java ialah agregat kerana ia boleh diuraikan kepada agregat dan skalar lain.

Pada peringkat JIT, jika didapati melalui analisis escape bahawa objek tidak akan diakses oleh dunia luar, maka selepas pengoptimuman JIT, objek tersebut akan dibongkar kepada beberapa pembolehubah ahli yang terkandung di dalamnya dan diganti. Proses ini adalah penggantian skalar.

public static void main(String[] args) {

alloc();

}

peruntukan void statik peribadi () {

Titik titik = Titik baharu(1,2);

System.out.println("point.x="+point.x+"; point.y="+point.y);

}

Mata kelas{

private int x;

private int y;

}

Dalam kod di atas, objek titik tidak terlepas daripada kaedah alloc, dan objek titik boleh dibongkar menjadi skalar. Kemudian, JIT tidak akan terus mencipta objek Point, tetapi secara langsung menggunakan dua skalar int x dan int y untuk menggantikan objek Point.

Kod di atas, selepas penggantian skalar, akan menjadi:

peruntukan void statik peribadi () {

int x = 1;

int y = 2;

System.out.println("point.x="+x+"; point.y="+y);

}

Dapat dilihat bahawa selepas analisis escape titik kuantiti agregat, didapati ia tidak terlepas, maka ia digantikan dengan dua kuantiti agregat. Jadi apakah faedah penggantian skalar? Iaitu, ia boleh mengurangkan penggunaan memori timbunan. Kerana apabila tidak perlu mencipta objek, tidak perlu memperuntukkan memori timbunan.

Penggantian skalar menyediakan asas yang baik untuk peruntukan pada tindanan.

Peruntukan pada tindanan

Dalam mesin maya Java, pengetahuan umum bahawa objek diperuntukkan memori dalam timbunan Java. Walau bagaimanapun, terdapat kes khas, iaitu, jika selepas analisis melarikan diri didapati bahawa objek tidak mempunyai kaedah melarikan diri, ia boleh dioptimumkan ke dalam peruntukan pada tindanan. Ini menghapuskan keperluan untuk memperuntukkan memori pada timbunan dan menghapuskan keperluan untuk pengumpulan sampah.

Untuk pengenalan terperinci tentang peruntukan pada tindanan, sila rujuk Bukan semua objek dan tatasusunan memperuntukkan memori pada timbunan. .

Di sini, saya ingin menyebut secara ringkas bahawa dalam mesin maya sedia ada, peruntukan pada timbunan tidak benar-benar dilaksanakan, dan objek serta tatasusunan tidak memperuntukkan memori pada timbunan. Dalam contoh kami, objek tidak diperuntukkan pada timbunan, ia sebenarnya dilaksanakan oleh penggantian skalar.

Analisis melarikan diri tidak matang

Kertas mengenai analisis melarikan diri telah diterbitkan pada tahun 1999, tetapi ia tidak dilaksanakan sehingga JDK 1.6, dan teknologi ini belum begitu matang lagi.

Sebab asasnya ialah tiada jaminan bahawa penggunaan prestasi analisis pelarian akan lebih tinggi daripada penggunaannya. Walaupun analisis melarikan diri boleh melakukan penggantian skalar, peruntukan tindanan, dan penghapusan kunci. Walau bagaimanapun, analisis melarikan diri itu sendiri juga memerlukan satu siri analisis yang kompleks, yang sebenarnya merupakan proses yang agak memakan masa.

Contoh yang melampau ialah selepas analisis melarikan diri, didapati tiada objek yang tidak melarikan diri. Kemudian proses analisis melarikan diri menjadi sia-sia.

Walaupun teknologi ini tidak begitu matang, ia juga merupakan cara yang sangat penting dalam teknologi pengoptimuman pengkompil tepat pada masanya.

Atas ialah kandungan terperinci Bagaimana untuk memahami melarikan diri di Jawa. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!