java意外的VarHandle性能(比备选方案慢4倍)
在JEP193中,VarHandles
的一个具体目标是提供一种替代FieldUpdaters
和AtomicIntegers
的方法(并避免与之相关的一些开销)
AtomicIntegers
在内存方面尤其浪费,因为它们是一个单独的对象(每个对象使用大约36字节,这取决于几个因素,例如是否启用压缩OOP等)
如果有许多整数可能需要进行原子更新(在许多小对象中),那么要减少浪费,基本上有三个选项:
- 使用
AtomicFieldUpdater
- 使用
VarHandle
- 或者重新排列代码,使用
AtomicIntegerArray
代替对象中的字段李>
因此,我决定测试这些备选方案,并了解它们对性能的影响
使用整数字段的原子(可变模式)增量作为代理,我在2014年年中的MacBook Pro上获得了以下结果:
Benchmark Mode Cnt Score Error Units
VarHandleBenchmark.atomic thrpt 5 448041037.223 ± 36448840.301 ops/s
VarHandleBenchmark.atomicArray thrpt 5 453785339.203 ± 64528885.282 ops/s
VarHandleBenchmark.fieldUpdater thrpt 5 459802512.169 ± 52293792.737 ops/s
VarHandleBenchmark.varhandle thrpt 5 136482396.440 ± 9439041.030 ops/s
在这个基准测试中,VarHandles
的速度大约是的四倍
我想了解的是,开销从何而来
这是因为签名多态访问方法吗?我在微观基准测试中犯了错误吗
基准细节如下
我在2014年年中的MacBook Pro上用以下JVM运行了基准测试
> java -version
openjdk version "11.0.2" 2019-01-15
OpenJDK Runtime Environment AdoptOpenJDK (build 11.0.2+9)
OpenJDK 64-Bit Server VM AdoptOpenJDK (build 11.0.2+9, mixed mode)
基准测试的源代码:
import org.openjdk.jmh.annotations.Benchmark;
import org.openjdk.jmh.annotations.Fork;
import org.openjdk.jmh.annotations.Measurement;
import org.openjdk.jmh.annotations.Scope;
import org.openjdk.jmh.annotations.State;
import org.openjdk.jmh.annotations.Threads;
import org.openjdk.jmh.annotations.Warmup;
import org.openjdk.jmh.infra.Blackhole;
import java.lang.invoke.MethodHandles;
import java.lang.invoke.VarHandle;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicIntegerArray;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicIntegerFieldUpdater;
@State(Scope.Thread)
@Fork(value = 1, jvmArgs = {"-Xms256m", "-Xmx256m", "-XX:+UseG1GC"})
@Warmup(iterations = 3, time = 3)
@Measurement(iterations = 5, time = 5)
@Threads(4)
public class VarHandleBenchmark {
// array option
private final AtomicIntegerArray array = new AtomicIntegerArray(1);
// vanilla AtomicInteger
private final AtomicInteger counter = new AtomicInteger();
// count field and its VarHandle
private volatile int count;
private static final VarHandle COUNT;
// count2 field and its field updater
private volatile int count2;
private static final AtomicIntegerFieldUpdater<VarHandleBenchmark> COUNT2 ;
static {
try {
COUNT = MethodHandles.lookup()
.findVarHandle(VarHandleBenchmark.class, "count", Integer.TYPE);
COUNT2 = AtomicIntegerFieldUpdater.newUpdater(VarHandleBenchmark.class, "count2");
} catch (ReflectiveOperationException e) {
throw new AssertionError(e);
}
}
@Benchmark
public void atomic(Blackhole bh) {
bh.consume(counter.getAndAdd(1));
}
@Benchmark
public void atomicArray(Blackhole bh) {
bh.consume(array.getAndAdd(0, 1));
}
@Benchmark
public void varhandle(Blackhole bh) {
bh.consume(COUNT.getAndAdd(this, 1));
}
@Benchmark
public void fieldUpdater(Blackhole bh) {
bh.consume(COUNT2.getAndAdd(this, 1));
}
}
更新:应用apangin的解决方案后,以下是基准测试的结果:
Benchmark Mode Cnt Score Error Units
VarHandleBenchmark.atomic thrpt 5 464045527.470 ± 42337922.645 ops/s
VarHandleBenchmark.atomicArray thrpt 5 465700610.882 ± 18116770.557 ops/s
VarHandleBenchmark.fieldUpdater thrpt 5 473968453.591 ± 49859839.498 ops/s
VarHandleBenchmark.varhandle thrpt 5 429737922.796 ± 41629104.677 ops/s
差别消失了
# 1 楼答案
VarHandle.getAndAdd
是一种signature polymorphic方法。也就是说,它的参数类型和返回值类型是从实际的源代码派生的Blackhole.consume
是一个重载方法。这种方法有多种变体:在代码中,根据语言规则,使用了
consume(Object)
方法。因此,VarHandle还返回一个对象——一个装箱整数为了使用正确的方法,您需要重写
varhandle
基准,如下所示:现在
varhandle
将以与其他基准相同的性能运行