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64位系统环境时Java的性能

11月10日 编辑 39baobao.com

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如果你要买一辆车而且你的首要目标是性能或者更具体的说是原始动力,那么在4缸发动机和8缸发动机之间选择的话,答案很显然,因为越大越好。通常而言,当我们看计算机配置列表或者产品宣传的时候,64位的性能也比32位有优势,同样四核比双核更棒。

移到计算机领域里就不是那么回事了。当处理多重CPU时,你会觉得那些多核所多出来的处理单元很有用,但如果你的工作仅仅是单线程的,那你要做的却是让其他核一边歇着。

32位与64位的比较则更加细微。x86-64 架构不仅在x86架构的基础上增大了寄存器,而且还增加了寄存器的数量。从基本上说这会带来更好的性能(因为更多的寄存器可以让编译器创建更好的机器代码)。然而很不幸,至今把Ja从32位移到64位带来的只是性能的下降。

谈到Ja的性能,runtime的两个方面很关键:JIT和GC.JIT的作用使尽可能快地执行代码;GC的作用是(在管理存储的同时)从代码的执行中抽取尽可能少的时间。因而Ja的性能是让JIT(在更多存储器的帮助下)产生更多理想代码,并减少GC用以管理存储的时间(指针越大这越困难)。

Ja 9最初是设计为32位系统的而且这影响了我们在代码基(code base)做的一些早期决定。早几年前我曾花费不少时间试图在运行64位的PowerPC系统上运行我们的Smalltalk VM,得到的结论是:最直接的解决方式是让所有的数据结构(对象)变得两倍大来处理64位指针。

随着Ja 9的发展(大约2001),我们拿到手的最早的一个64位系统是一个Dec Alpha,所以我们采用了这种最直接的“变大”解决方法,允许一个通常的代码基既支持32位也支持64位。

64位CPU拥有更宽的数据总线,但是同样是这个64位CPU可以运行32位的代码,而且拥有同样宽的数据总线。回头看看我们64位的解决方案——将数据结构变得两倍大,效果却不如相同硬件上的32位,也就是说64位不及32位。这个问题不是Ja 9也不是Ja所独有的,因为所有的64位都需要数据扩展。只是说Ja语言将这一问题凸显得更加明显,因为Ja编程通常与创建、操控对象(也称数据结构)有关。

性能问题的解决方法是聪明地处理数据结构,这也正是我们在Ja6 JDK中使用压缩列表特性(pressed references feature)所做的。我们可以玩小聪明而且不会被抓到,因为使用者(Ja程序员)并不清楚Ja对象更深处的表现。

折中的处理方法是通过在对象内存储更少的信息,限制可以被JVM使用的存储。这是一个相当不错的处理方法,因为计算机存储的规模远不及64位的极限地址范围。我们仅使用32位来存储指针,并充分利用8字节对象对齐(aligned objects)来得到一些空位(指针

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