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[導(dǎo)讀]如果你要買一輛車而且你的首要目標(biāo)是性能或者更具體的說是原始動力,那么在4缸發(fā)動機和8缸發(fā)動機之間選擇的話,答案很顯然,因為越大越好。通常而言,當(dāng)我們看計算機配置列表或者產(chǎn)品宣傳的時候,64位的性能也比32位

如果你要買一輛車而且你的首要目標(biāo)是性能或者更具體的說是原始動力,那么在4缸發(fā)動機和8缸發(fā)動機之間選擇的話,答案很顯然,因為越大越好。通常而言,當(dāng)我們看計算機配置列表或者產(chǎn)品宣傳的時候,64位的性能也比32位有優(yōu)勢,同樣四核比雙核更棒。

然而許多在大同世界里很簡單的道理包括越多/大越好,移到計算機領(lǐng)域里就不是那么回事了。當(dāng)處理多重CPU時,你會覺得那些多核所多出來的處理單元很有用,但如果你的工作僅僅是單線程的,那你要做的卻是讓其他核一邊歇著。

32位與64位的比較則更加細微。x86-64 架構(gòu)不僅在x86架構(gòu)的基礎(chǔ)上增大了寄存器,而且還增加了寄存器的數(shù)量。從基本上說這會帶來更好的性能(因為更多的寄存器可以讓編譯器創(chuàng)建更好的機器代碼)。然而很不幸,至今把Java從32位移到64位帶來的只是性能的下降。

談到Java的性能,runtime的兩個方面很關(guān)鍵:JIT和GC。JIT的作用使盡可能快地執(zhí)行代碼;GC的作用是(在管理存儲的同時)從代碼的執(zhí)行中抽取盡可能少的時間。因而Java的性能是讓JIT(在更多存儲器的幫助下)產(chǎn)生更多理想代碼,并減少GC用以管理存儲的時間(指針越大這越困難)。

Java 9最初是設(shè)計為32位系統(tǒng)的而且這影響了我們在代碼基(code base)做的一些早期決定。早幾年前我曾花費不少時間試圖在運行64位的PowerPC系統(tǒng)上運行我們的Smalltalk VM,得到的結(jié)論是:最直接的解決方式是讓所有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(對象)變得兩倍大來處理64位指針。隨著Java 9的發(fā)展(大約2001),我們拿到手的最早的一個64位系統(tǒng)是一個Dec Alpha,所以我們采用了這種最直接的“變大”解決方法,允許一個通常的代碼基既支持32位也支持64位。

64位CPU擁有更寬的數(shù)據(jù)總線,但是同樣是這個64位CPU可以運行32位的代碼,而且擁有同樣寬的數(shù)據(jù)總線?;仡^看看我們64位的解決方案——將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)變得兩倍大,效果卻不如相同硬件上的32位,也就是說64位不及32位。這個問題不是Java 9也不是Java所獨有的,因為所有的64位都需要數(shù)據(jù)擴展。只是說Java語言將這一問題凸顯得更加明顯,因為Java編程通常與創(chuàng)建、操控對象(也稱數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu))有關(guān)。

性能問題的解決方法是聰明地處理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),這也正是我們在Java6 JDK中使用壓縮列表特性(compressed references feature)所做的。我們可以玩小聰明而且不會被抓到,因為使用者(Java程序員)并不清楚Java對象更深處的表現(xiàn)。

折中的處理方法是通過在對象內(nèi)存儲更少的信息,限制可以被JVM使用的存儲。這是一個相當(dāng)不錯的處理方法,因為計算機存儲的規(guī)模遠不及64位的極限地址范圍。我們僅使用32位來存儲指針,并充分利用8字節(jié)對象對齊(aligned objects)來得到一些空位(指針<< 3)。因此使用壓縮列表(compressed references)——Xcompressedrefs,IBM Java6 JDK可尋址高達32Gb的堆。

并不只我們使用這種技巧,Oracle/BEA有-XXcompressedRefs,Sun有-XX:+UseCompressedOops。當(dāng)然,不同廠商的方法在限制和支持等級上略有不同。也許你會有異議,但當(dāng)用戶運行到32位操作系統(tǒng)的堆棧極限時,他們就想要64位系統(tǒng)(同時還要不損失性能)。

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來源:ks990次

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