Java SE 6性能白皮书

1 　简介

Java SE 6（Java Platform Standard Edition 6）的一个主要设计原则就是以性能缺陷为目标，通过当前最流行的一些 Java 基准测试以及与 Java 社区的紧密协作来确定对性能影响最大的增强关键领域，从而提高性能和可伸缩性。

本指南将概述 Java Standard Edition 6 中新增功能和可伸缩性改进，同时提供各种行业标准和内部开发的基准测试结果，以便演示这些性能改进的影响。

2　新增功能和性能增强

Java SE 6 引入了一些新的功能和性能增强，为平台中的许多领域都提供了性能改进。这些改进包括：同步性能优化、编译器性能优化、新的并行缩并垃圾收集器（Parallel Compaction Collector）、工效更高的并发低停顿垃圾收集器（Concurrent Low Pause Collector），以及应用程序的启动性能。

2.1 　运行时性能改进

2.1.1 偏向锁

偏向锁（Biased Locking）是一个优化的类，它通过消除与 Java 语言同步原语相关的原子操作改进无竞争同步性能。这些优化依赖于属性，它们不仅是大多数无竞争的监视器，而且在它们的生命期内最多被一个线程锁定。

对象通过监视器输入字节码或同步方法调用，“偏向”于第一个获取监视器的线程；随后与监视器相关的操作可以通过该线程执行而不需使用原子操作，从而获得更好的性能，特别在多处理器机器上，这种性能改进尤为明显。

由多线程而不是单线程对“偏向”对象的锁定尝试，将引起相对较大的操作开销，由此偏向被撤销。消除原子操作的好处必需超过锁定撤销惩罚从而使该优化有利可图。

使用大量无竞争的同步将获得显著的速度提升，而其他使用某些锁定模式的应用程序运行可能缓慢。

偏向锁在 Java SE 6 以及未来版本中将被默认启用。要禁用偏向锁，请向命令行添加 -XX:-UseBiasedLocking。

要了解关于偏向锁的更多详细信息，请参阅由 Kenneth Russell 和 David Detlefs 撰写的《ACM OOPSLA 2006》文章：“使用偏向锁和批量重新偏向（Bulk Rebiasing）消除与同步相关的原子操作”。

2.1.2　锁粗化

Java SE 6 有一些锁定模式。在这些模式下锁被释放，然后在一段代码内被重新获得，在此之间没有可观察的操作出现。在那样的情况下，在 hotspot 中实施的锁粗化优化技术消除了加锁和解锁的操作（当一个锁被释放时，在解锁与下次加锁之间又没有意义的事情可干，那么可以重新获得该锁）。通过扩大现存同步区域基本上减少了同步工作的总量。围绕一个循环执行此操作可能导致一个锁被长期持有，因此锁粗化技术只在非循环的控制流上使用。

该功能默认使用。要禁用此功能，请向命令行添加下列选项：-XX:-EliminateLocks

Java SE 6性能白皮书(2)

2.1.3　自适应自旋

自适应自旋是一项优化技术。在该优化技术中，两阶段自旋再阻塞（spin-then-block）策略被尝试竞争同步输入操作的多线程使用。该技术启用多线程以避免对性能产生不合需要的影响，例如翻译后援缓存器 （Translation Lookaside Buffers，TLB）的上下文切换和重新存入。该性能是“自适应的”，因为自旋持续时间由策略决策确定，基于以下因素：在相同监视器上的自旋尝试成功率和/ 或最新自选尝试失败率，以及最新锁的所有者状态。

要了解自适应自旋的更多信息，请参阅 Dave Dice 的演示文稿："Java SE 6 中的同步"

在 x86 和 amd64 平台上支持大页面堆

在 x86 和 amd64 平台上 Java SE 6 支持大内存页面堆。大内存页面堆（Large page heap）帮助操作系统避免开销巨大的翻译后援缓存器（Translation-Lookaside Buffer，TLB）错失，从而使内存密集型应用程序更好地运行（单个 TLB 就可以代表较大的内存范围）。

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