performance - 在 Java 11 中使用堆栈跟踪明显慢于 Java 8
问题描述
当我遇到一些令人惊讶的数字时，我正在使用jmh 1.21比较 JDK 8 和 11 的性能：
Java version: 1.8.0_192, vendor: Oracle Corporation
Benchmark Mode Cnt Score Error Units
MyBenchmark.throwAndConsumeStacktrace avgt 25 21525.584 ± 58.957 ns/op
Java version: 9.0.4, vendor: Oracle Corporation
Benchmark Mode Cnt Score Error Units
MyBenchmark.throwAndConsumeStacktrace avgt 25 28243.899 ± 498.173 ns/op
Java version: 10.0.2, vendor: Oracle Corporation
Benchmark Mode Cnt Score Error Units
MyBenchmark.throwAndConsumeStacktrace avgt 25 28499.736 ± 215.837 ns/op
Java version: 11.0.1, vendor: Oracle Corporation
Benchmark Mode Cnt Score Error Units
MyBenchmark.throwAndConsumeStacktrace avgt 25 48535.766 ± 2175.753 ns/op
OpenJDK 11 和 12 的性能类似于 OracleJDK 11。为简洁起见，我省略了它们的数字。
我知道微基准并不表示实际应用程序的性能行为。不过，我很好奇这种差异来自哪里。有任何想法吗？
这是整个基准：
pom.xml：
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
<groupId>jmh</groupId>
<artifactId>consume-stacktrace</artifactId>
<version>1.0-SNAPSHOT</version>
<packaging>jar</packaging>
<name>JMH benchmark sample: Java</name>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.openjdk.jmh</groupId>
<artifactId>jmh-core</artifactId>
<version>${jmh.version}</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.openjdk.jmh</groupId>
<artifactId>jmh-generator-annprocess</artifactId>
<version>${jmh.version}</version>
<scope>provided</scope>
</dependency>
</dependencies>
<properties>
<project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
<jmh.version>1.21</jmh.version>
<javac.target>1.8</javac.target>
<uberjar.name>benchmarks</uberjar.name>
</properties>
<build>
<plugins>
<plugin>
<groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
<artifactId>maven-enforcer-plugin</artifactId>
<version>1.4.1</version>
<executions>
<execution>
<id>enforce-versions</id>
<goals>
<goal>enforce</goal>
</goals>
<configuration>
<rules>
<requireMavenVersion>
<version>3.0</version>
</requireMavenVersion>
</rules>
</configuration>
</execution>
</executions>
</plugin>
<plugin>
<groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
<artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
<version>3.8.0</version>
<configuration>
<compilerVersion>${javac.target}</compilerVersion>
<source>${javac.target}</source>
<target>${javac.target}</target>
</configuration>
</plugin>
<plugin>
<groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
<artifactId>maven-shade-plugin</artifactId>
<version>3.2.1</version>
<executions>
<execution>
<phase>package</phase>
<goals>
<goal>shade</goal>
</goals>
<configuration>
<finalName>${uberjar.name}</finalName>
<transformers>
<transformer implementation="org.apache.maven.plugins.shade.resource.ManifestResourceTransformer">
<mainClass>org.openjdk.jmh.Main</mainClass>
</transformer>
</transformers>
<filters>
<filter>
<!--
Shading signed JARs will fail without this.
http://stackoverflow.com/questions/999489/invalid-signature-file-when-attempting-to-run-a-jar
-->
<artifact>*:*</artifact>
<excludes>
<exclude>META-INF/*.SF</exclude>
<exclude>META-INF/*.DSA</exclude>
<exclude>META-INF/*.RSA</exclude>
</excludes>
</filter>
</filters>
</configuration>
</execution>
</executions>
</plugin>
</plugins>
<pluginManagement>
<plugins>
<plugin>
<artifactId>maven-clean-plugin</artifactId>
<version>2.6.1</version>
</plugin>
<plugin>
<artifactId>maven-deploy-plugin</artifactId>
<version>2.8.2</version>
</plugin>
<plugin>
<artifactId>maven-install-plugin</artifactId>
<version>2.5.2</version>
</plugin>
<plugin>
<artifactId>maven-jar-plugin</artifactId>
<version>3.1.0</version>
</plugin>
<plugin>
<artifactId>maven-javadoc-plugin</artifactId>
<version>3.0.0</version>
</plugin>
<plugin>
<artifactId>maven-resources-plugin</artifactId>
<version>3.1.0</version>
</plugin>
<plugin>
<artifactId>maven-site-plugin</artifactId>
<version>3.7.1</version>
</plugin>
<plugin>
<artifactId>maven-source-plugin</artifactId>
<version>3.0.1</version>
</plugin>
<plugin>
<artifactId>maven-surefire-plugin</artifactId>
<version>2.22.0</version>
</plugin>
</plugins>
</pluginManagement>
</build>
</project>
src/main/java/jmh/MyBenchmark.java：
package jmh;
import org.openjdk.jmh.annotations.Benchmark;
import org.openjdk.jmh.annotations.BenchmarkMode;
import org.openjdk.jmh.annotations.Mode;
import org.openjdk.jmh.annotations.OutputTimeUnit;
import org.openjdk.jmh.infra.Blackhole;
import java.io.PrintWriter;
import java.io.StringWriter;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
@BenchmarkMode(Mode.AverageTime)
@OutputTimeUnit(TimeUnit.NANOSECONDS)
public class MyBenchmark
{
@Benchmark
public void throwAndConsumeStacktrace(Blackhole bh)
{
try
{
throw new IllegalArgumentException("I love benchmarks");
}
catch (IllegalArgumentException e)
{
StringWriter sw = new StringWriter();
e.printStackTrace(new PrintWriter(sw));
bh.consume(sw.toString());
}
}
}
这是我使用的特定于 Windows 的脚本。将其翻译到其他平台应该很简单：
set JAVA_HOME=C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_192
call mvn -V -Djavac.target=1.8 clean install
"%JAVA_HOME%\bin\java" -jar target\benchmarks.jar
set JAVA_HOME=C:\Program Files\Java\jdk-9.0.4
call mvn -V -Djavac.target=9 clean install
"%JAVA_HOME%\bin\java" -jar target\benchmarks.jar
set JAVA_HOME=C:\Program Files\Java\jdk-10.0.2
call mvn -V -Djavac.target=10 clean install
"%JAVA_HOME%\bin\java" -jar target\benchmarks.jar
set JAVA_HOME=C:\Program Files\Java\oracle-11.0.1
call mvn -V -Djavac.target=11 clean install
"%JAVA_HOME%\bin\java" -jar target\benchmarks.jar
我的运行环境是：
Apache Maven 3.6.0 (97c98ec64a1fdfee7767ce5ffb20918da4f719f3; 2018-10-24T14:41:47-04:00)
Maven home: C:\Program Files\apache-maven-3.6.0\bin\..
Default locale: en_CA, platform encoding: Cp1252
OS name: "windows 10", version: "10.0", arch: "amd64", family: "windows"
更具体地说，我正在运行Microsoft Windows [Version 10.0.17763.195].
解决方案
我使用async-profiler调查了这个问题，它可以绘制很酷的火焰图来展示 CPU 时间花费在哪里。
正如@AlekseyShipilev 所指出的，JDK 8 和 JDK 9 之间的放缓主要是 StackWalker 变化的结果。另外，从 JDK 9 开始，G1 也成为了默认的 GC。如果我们显式设置-XX:+UseParallelGC（JDK 8 中的默认值），分数会稍微好一些。
但最有趣的部分是 JDK 11 的放缓。
这是 async-profiler 显示的内容（可点击的 SVG）。
两个配置文件之间的主要区别在于java_lang_Throwable::get_stack_trace_elements块的大小，主要由StringTable::intern. 在 JDK 11 上显然StringTable::intern需要更长的时间。
让我们放大：
请注意，StringTable::intern在 JDK 11 中，调用do_intern又分配了一个新java.lang.String对象。看起来很可疑。在 JDK 10 配置文件中看不到这种类型。是时候查看源代码了。
oop StringTable::intern(Handle string_or_null_h, jchar* name, int len, TRAPS) {
// shared table always uses java_lang_String::hash_code
unsigned int hash = java_lang_String::hash_code(name, len);
oop found_string = StringTable::the_table()->lookup_shared(name, len, hash);
if (found_string != NULL) {
return found_string;
}
if (StringTable::_alt_hash) {
hash = hash_string(name, len, true);
}
return StringTable::the_table()->do_intern(string_or_null_h, name, len,
| hash, CHECK_NULL);
} |
----------------
|
v
oop StringTable::do_intern(Handle string_or_null_h, const jchar* name,
int len, uintx hash, TRAPS) {
HandleMark hm(THREAD); // cleanup strings created
Handle string_h;
if (!string_or_null_h.is_null()) {
string_h = string_or_null_h;
} else {
string_h = java_lang_String::create_from_unicode(name, len, CHECK_NULL);
}
JDK 11 中的函数首先在共享的 StringTable 中查找字符串，没有找到，然后转到do_intern并立即创建一个新的 String 对象。
在调用JDK 10 源代码lookup_shared后，在主表中进行了额外的查找，它返回现有字符串而不创建新对象：
found_string = the_table()->lookup_in_main_table(index, name, len, hashValue);
此重构是JDK-8195097 “使在安全点之外处理 StringTable 成为可能”的结果。
TL;DR在 JDK 11 中实习方法名称时，HotSpot 创建了冗余的 String 对象。这发生在JDK-8195097之后。
推荐阅读
- python - 为 PyTorch 模型调用 SageMaker 端点
- mysql - Socket io 防止并发 mysql 查询
- laravel - 如何在 Laravel 中显示带有法语符号的验证消息？
- javascript - javascript代码是否有可能获取正在运行的python程序的不断更新的变量？
- android - 与前台服务共享对象
- arduino - 我需要 malloc C 风格的字符串吗？
- jestjs - 执行测试时错误套接字隧道
- python - 如何将日志文件解析为对象列表
- javascript - 角喷射器
- powershell - Sharepoint在线powershell用户自定义操作脚本块不起作用