JVM优化之压缩普通对象指针(CompressedOops)

通常64位JVM消耗的内存会比32位的大1.5倍,这是因为对象指针在64位架构下,长度会翻倍(更宽的寻址)。
对于那些将要从32位平台移植到64位的应用来说,平白无辜多了1/2的内存占用,这是开发者不愿意看到的。
幸运的是,从JDK 1.6 update14开始,64 bit JVM正式支持了 -XX:+UseCompressedOops 这个可以压缩指针,起到节约内存占用的新参数。
什么是 OOP ?
OOP = “ordinary object pointer” 普通对象指针。
启用CompressOops后,会压缩的对象:
? 每个Class的属性指针(静态成员变量)
? 每个对象的属性指针
? 普通对象数组的每个元素指针
当然,压缩也不是万能的,针对一些特殊类型的指针,JVM是不会优化的。
比如指向PermGen的Class对象指针,本地变量,堆栈元素,入参,返回值,NULL指针不会被压缩。
CompressedOops的原理
原理,解释器在解释字节码时,植入压缩指令(不影响正常和JVM优化后的指令顺序)。
具体逻辑是,当对象被读取时,解压,存入heap时,压缩。
压缩指令伪码
! int R8; oop[] R9; // R9 is 64 bits
! oop R10 = R9[R8]; // R10 is 32 bits
! load compressed ptr from wide base ptr:
movl R10, [R9 + R8<<3 + 16]
! klassOop R11 = R10._klass; // R11 is 32 bits
! void* const R12 = GetHeapBase();
! load compressed klass ptr from compressed base ptr:
movl R11, [R12 + R10<<3 + 8]
零基压缩优化(Zero Based Compressd Oops)
零基压缩是针对压解压动作的进一步优化。
它通过改变正常指针的随机地址分配特性,强制从零开始做分配(需要OS支持),进一步提高了压解压效率。
要启用零基压缩,你分配给JVM的内存大小必须控制在4G以上,32G以下。
如果小于4G,那么JVM会使用低虚拟地址空间(low virutal address space,64位下模拟32位),这样就不需要做压解压动作了。
而对于大于32G,将采用默认的随机地址分配特性,进行压解压。
适用场景
CompressedOops,可以让跑在64位平台下的JVM,不需要因为更宽的寻址,而付出Heap容量损失的代价。
不过,它的实现方式是在机器码中植入压缩与解压指令,可能会给JVM增加额外的开销。
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