云南网站开发,seo爱站网,百度有哪些app产品,建网站一年要多少钱利用specJVM98和Java Grande Forum Benchmark suite Benchmark集合对SJVM、IntelORP,Kaffe3种Java虚拟机进行系统测试。在对测试结果进行系统分析的基础上#xff0c;比较了不同JVM实现对性能的影响和JVM中关键模块对JVM性能的影响#xff0c;并提出了提高JVM性能的一些展望。… 利用specJVM98和Java Grande Forum Benchmark suite Benchmark集合对SJVM、IntelORP,Kaffe3种Java虚拟机进行系统测试。在对测试结果进行系统分析的基础上比较了不同JVM实现对性能的影响和JVM中关键模块对JVM性能的影响并提出了提高JVM性能的一些展望。 目录
1 Java虚拟机的关键技术
1.1 字节码执行方式
1.2 自动内存管理
2 JVM 性能的分析和比较
2.1 JVM 的选择
2.2 JVM 性能测试
2.3 JVM 性能的分析和比较
3 结语 Java语言的平台无关性、安全性、自动内存管理等特性使Java语言得到广泛的应用。Java虚拟机JVM是 Java平台的核心JVM读入Java 类文件并执行类文件中的字节码。在一个平台只要有1 个Java虚拟机就可执行Java程序实现Java语言的平台无关性。Java的字节码中无影响系统安全的指令同时JVM读入类文件时需要预验证类文件这两点保证了Java语言的安全性。自动内存管理减轻了Java程序员的负担提高了应用程序的可靠性。但这些特性使Java的性能受到了一定的影响。字节码执行方式Execute Engine和自动内存管理是影响 Java 虚拟机性能的关键模块。本文通过比较几种有代表性的 Java 虚拟机的实现分析了JVM 中的这2 个关键技术。
1 Java虚拟机的关键技术
1.1 字节码执行方式
最早的Java虚拟机采用的是解释Interpreter执行的方式这种方式效率极低但JVM的可移植性较好。目前主流的 Java 虚拟机基本采用即时 JIT,Just—In-Time 编译的方法执行字节码即将 Java的字节码动态编译为本地的机器码效率较高好的JIT 编译效果可以接近 C 语言静态编译的效果。但JIT在执行任何一个方法时都需要先将该方法编译为本地代码需要额外的内存存放编译后的本地代码。对于程序中执行频度较低的方法由于增加了编译的时间其效率不如解释执行的情况。衡量一个JIT好坏的标准包括编译的代码质量、编译的代码大小以及编译的时间这3个方面。自适应优化Adap-tive Optimization是字节码执行的第3 种方式其实质是混合执行Mixed code execute。自适应优化在第1次调用一个方法时先采用解释执行的方式当这个方法的调用达到一定的频度而成为“热点”Hot spot 的方法后将该方法编译为本地代码以后对该方法的调用直接执行编译后的本地代码。
1.2 自动内存管理
自动内存管理也称为垃圾收集GC,Garbage Collection 其作用是自动回收无用单元的内存空间释放内存的工作由Java虚拟机自动管理减轻了应用程序员的负担避免了Java应用程序的内存泄漏。垃圾收集算法的主要评价标准为吞吐量Throughput和停顿时间Pause time 2个方面。吞吐量指在程序运行中非垃圾收集的时间与整个应用程序运行时间的比值比值越高垃圾收集算法的整体效率越高。
2 JVM 性能的分析和比较
2.1 JVM 的选择
在本测试中选择了3 个有代表性的虚拟机实现作为研究的对象。
1 Sun Hotspot Client VM 1.4.1 SJVM 【1.是Sun公司提供的针对J2SE平台的虚拟机采用了自适应优化的字节码执行方式、基于代Generation的垃圾收集机制、标记-清除Mark-Sweep算法和拷贝算法结合的算法。
2 Intel Open Runtime Platform 1.0.10 Intel ORP 2.是Intel公司提供的Java 虚拟机提供了针对IA32架构优化的JIT编译器采用增量式的Train垃圾收集算法。
3Kaffe 1.0.73.是开放源代码的Java虚拟机实现它支持的平台较多垃圾收集机制采用了不分代的保守的标记一清除算法并提供了 JIT 的编译器。
2.2 JVM 性能测试
通过Benchmark集合的测试能够有效的比较和分析不同JVM实现对性能的影响以及JVM中关键模块对JVM性能的影响。在本测试中测试用的Benchmark集合为specJVM98【4】和Java Grande Forum Benchmark suite5.specJVM98采用的是接近真实的应用程序主要包括Db、Compress、Jess、Javac、Mep-gaudio、Mtrt、Jack7个应用程序。Java Grande Forum Benchmark 以下简称JGF包括3个部分的测试第1部分为基本的底层操作包括算术、赋值、方法调用、异常处理等第2部分为核心的操作包括加密、堆排序、矩阵相乘等算法第3部分为大规模的应用程序包括了Alpha-beta剪枝搜索、RayTracer等算法。本测试采用的操作系统为Red Hat Linux 7.3.硬件平台为AMD Athlon 1700内存256M。图1为specJVM98的测试结果图2 至图4为JGF3个部分的测试结果。 2.3 JVM 性能的分析和比较
在Java虚拟机中影响性能的模块主要是即时编译和垃圾收集这两个模块。即时编译模块的性能包括编译时间和编译后代码质量两方面。垃圾收集模块主要从吞吐量和停顿时间2 个方面来衡量。
从图1可以看出Kaffe虚拟机的性能较差除了第一项测试compress接近SJVM和Intel ORP的性能外其它测试中的性能表现低于另2个虚拟机的一半。Intel ORP在Compress, Mepgaudio2项测试中要略高于SJVM而SJVM的性能在其他测试中表现最好。因此从specJVM98的测试结果来看SJVM的虚拟机表现最好Intel ORP的性能较接近SJVM, Kaffe的性能与这两者间有一定的差距。
从图2、图3、图4可以看出对于JGF基本底层和核心部分的测试Intel ORP和SJVM的性能相差不大Kaffe 的性能都低于前两者对于大规模应用程序的测试SJVM 的性能远好于 Intel ORP 和Kaffe而Intel ORP的性能好于Kaffe这个程序的详细运行结果见表1。 从表1可以看出Kaffe 的 GC 时间为Intel ORP 的4.79 倍非GC 大部分为JIT 时间为Intel ORP的27.87%非GC时间占整个运行时间的6.40% Kaffe与Intel ORP相比大部分的时间花费在JIT编译上 Intel ORP的GC时间为SJVM的25.77倍非GC时间为SJVM的1.26倍GC时间占整个运行时间的45.95%。
从以上分析可以看出
1 SJVM的整体性能是最好的大部分的性能高于Kaffe和Intel ORP尤其是在JGF大规模应用程序的测试部分它的性能远远高于Kaffe和Intel ORP。这是由于字节码执行方式采用了自适应优化的算法只编译最常用的“热点”方法同时编译的代码质量较高。
2 SJVM垃圾收集机制较好也是其性能高于其它两个JVM的关键原因。Intel ORP的即时编译较好接近SJVM采用的自适应优化的算法但垃圾收集表现较差在测试中一些Benchmark的程序未能正确运行其语言支持不好。
3 Kaffe的性能表现比较差主要原因是由于即时编译较差同时垃圾收集机制的算法也较粗糙。
3 结语
JIT 编译和垃圾收集模块是 JVM 中影响性能的关键模块。JIT 编译的实现与体系结构的关系密切实现时应充分考虑体系结构的影响针对目标平台优化。垃圾收集机制的平台相关性较小实现垃圾收集时考虑较多的是算法上的提高。当然不同平台上的内存管理机制还是有差别的如不同平台上实现虚拟内存的方式、实现cache的方式都有可能不同这也是提高一个特定平台上垃圾收集机制时需要考虑的因素。
