java8 -XX:+ UseCompressedOops -XX:ObjectAlignmentInBytes = 16

时间:2016-02-15 14:18:34

标签: java-8

所以,我试图运行一些简单的代码,jdk-8,通过jol输出

RootName

第一次尝试是在禁用压缩oops的情况下运行它,并在64位JVM上运行压缩klass。

    System.out.println(VMSupport.vmDetails());
    Integer i = new Integer(23);
    System.out.println(ClassLayout.parseInstance(i)
            .toPrintable());

输出,非常期待:

-XX:-UseCompressedOops -XX:-UseCompressedClassPointers

这是有道理的:8字节klass字+8字节标记字+ 4字节用于实际值,4字用于填充(对齐8字节)= 24字节。

第二次尝试使用压缩oops运行它也在64位JVM上启用了压缩klass。

同样,输出几乎可以理解:

Running 64-bit HotSpot VM.
Objects are 8 bytes aligned.

java.lang.Integer object internals:
OFFSET  SIZE  TYPE DESCRIPTION                    VALUE
  0     4       (object header)                01 00 00 00 (00000001 00000000 00000000 00000000) (1)
  4     4       (object header)                00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)
  8     4       (object header)                48 33 36 97 (01001000 00110011 00110110 10010111) (-1758055608)
 12     4       (object header)                01 00 00 00 (00000001 00000000 00000000 00000000) (1)
 16     4   int Integer.value                  23
 20     4       (loss due to the next object alignment)

Instance size: 24 bytes (reported by Instrumentation API)
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total

4字节压缩oop(klass字)+ 8字节标记字+ 4字节值+无空间损失= 16字节。

对我来说没有意义的是这个用例:

Running 64-bit HotSpot VM.
Using compressed oop with 3-bit shift.
Using compressed klass with 3-bit shift.
Objects are 8 bytes aligned.

OFFSET  SIZE  TYPE DESCRIPTION                    VALUE
  0     4       (object header)                01 00 00 00 (00000001 00000000 00000000 00000000) (1)
  4     4       (object header)                00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)
  8     4       (object header)                f9 33 01 f8 (11111001 00110011 00000001 11111000) (-134138887)
 12     4   int Dummy.i                        42
 Instance size: 16 bytes (reported by Instrumentation API).

输出是这样的:

 -XX:+UseCompressedOops -XX:+UseCompressedClassPointers -XX:ObjectAlignmentInBytes=16

我真的希望两者都是“4位移位”。为什么他们不是?

修改 第二个示例运行于:

 Running 64-bit HotSpot VM.
 Using compressed oop with 4-bit shift.
 Using compressed klass with 0x0000001000000000 base address and 0-bit shift.

第三个:

 XX:+UseCompressedOops -XX:+UseCompressedClassPointers

2 个答案:

答案 0 :(得分:7)

在查看OpenJDK代码时,很容易弄清楚这些问题的答案。

例如,grep for“UseCompressedClassPointers”,这将转到arguments.cpp

// Check the CompressedClassSpaceSize to make sure we use compressed klass ptrs.
if (UseCompressedClassPointers) {
  if (CompressedClassSpaceSize > KlassEncodingMetaspaceMax) {
    warning("CompressedClassSpaceSize is too large for UseCompressedClassPointers");
    FLAG_SET_DEFAULT(UseCompressedClassPointers, false);
  }
}

好的,有趣的是,有“CompressedClassSpaceSize”? Grep的定义,它在globals.hpp

  product(size_t, CompressedClassSpaceSize, 1*G,                            \
          "Maximum size of class area in Metaspace when compressed "        \
          "class pointers are used")                                        \
          range(1*M, 3*G)                                                   \

Aha,所以类区域位于Metaspace中,占用的空间介于1 Mb和3 Gb之间。让我们来看看“CompressedClassSpaceSize”用法,因为这将把我们带到处理它的实际代码,比如metaspace.cpp

// For UseCompressedClassPointers the class space is reserved above
// the top of the Java heap. The argument passed in is at the base of
// the compressed space.
void Metaspace::initialize_class_space(ReservedSpace rs) {

因此,压缩类被分配在Java堆外部的较小类空间中,这不需要移位 - 即使3千兆字节小到足以仅使用最低32位。

答案 1 :(得分:3)

我将尝试对Alexey提供的答案进行一点延伸,因为有些事情可能并不明显。

根据Alexey的建议,如果我们在OpenJDK的源代码中搜索分配压缩klass位移值的位置,我们将在metaspace.cpp中找到以下代码:

void Metaspace::set_narrow_klass_base_and_shift(address metaspace_base, address cds_base) {
// some code removed 
if ((uint64_t)(higher_address - lower_base) <= UnscaledClassSpaceMax) {
  Universe::set_narrow_klass_shift(0);
} else {
  assert(!UseSharedSpaces, "Cannot shift with UseSharedSpaces");
  Universe::set_narrow_klass_shift(LogKlassAlignmentInBytes);
}

正如我们所看到的,类移位可以是0(或基本上没有移位)或3位,因为LogKlassAlignmentInBytes是globalDefinitions.hpp中定义的常量:

const int LogKlassAlignmentInBytes = 3;

所以,你的回答是:

  

我真的希望两者都是“4位移位”。为什么他们不是?

是ObjectAlignmentInBytes对元空间中的压缩类指针对齐没有任何影响,它始终是8bytes。

当然,这个结论并没有回答这个问题:

“为什么在使用-XX:ObjectAlignmentInBytes = 16和-XX:+ UseCompressedClassPointers时,狭窄的klass移位变为零?另外,如果没有移动,JVM如何使用32位引用引用类空间,如果堆是4GB还是更多?“

我们已经知道类空间是在java堆之上分配的,并且可以达到3G的大小。考虑到这一点,让我们做一些测试。 -XX:+ UseCompressedOops -XX:默认情况下启用UseCompressedClassPointers,因此我们可以简化这些内容。

测试1:默认值 - 8个字节对齐

$ java -XX:ObjectAlignmentInBytes=8 -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:+PrintCompressedOopsMode -version

heap address: 0x00000006c0000000, size: 4096 MB, zero based Compressed Oops

Narrow klass base: 0x0000000000000000, Narrow klass shift: 3
Compressed class space size: 1073741824 Address: 0x00000007c0000000 Req Addr: 0x00000007c0000000

请注意,堆从虚拟空间中的地址0x00000006c0000000开始,大小为4GBytes。让我们从堆开始的地方跳过4Gbytes,然后我们就到了类空间开始的地方。

0x00000006c0000000 + 0x0000000100000000 = 0x00000007c0000000

类空间大小是1Gbyte,所以让我们跳过另一个1Gbyte:

0x00000007c0000000 + 0x0000000040000000 = 0x0000000800000000

我们降到32Gbytes以下。通过3位类空间移位,JVM能够引用整个类空间,尽管它处于极限(有意)。

测试2:16字节对齐

java -XX:ObjectAlignmentInBytes=16 -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:+PrintCompressedOopsMode -version

heap address: 0x0000000f00000000, size: 4096 MB, zero based Compressed Oops

Narrow klass base: 0x0000001000000000, Narrow klass shift: 0
Compressed class space size: 1073741824 Address: 0x0000001000000000 Req Addr: 0x0000001000000000

这次我们可以观察到堆地址不同,但让我们尝试相同的步骤:

0x0000000f00000000 + 0x0000000100000000 = 0x0000001000000000

此时堆周围的空间刚好低于64GBytes虚拟空间边界,而类空间分配在64Gbyte边界之上。由于类空间只能使用3位移位,JVM如何引用64Gbyte以上的类空间?关键是:

Narrow klass base: 0x0000001000000000

JVM仍然使用32位压缩指针作为类空间,但是当对它们进行编码和解码时,它总是将0x0000001000000000 base添加到压缩引用而不是使用shift。请注意,只要引用的内存块低于4Gbytes(32位引用的限制),此方法就可以工作。考虑到类空间最大可以达到3G字节,我们可以轻松地在限制范围内。

3:16字节对齐,引脚堆基于8g

$ java -XX:ObjectAlignmentInBytes=16 -XX:HeapBaseMinAddress=8g -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:+PrintCompressedOopsMode -version

heap address: 0x0000000200000000, size: 4096 MB, zero based Compressed Oops

Narrow klass base: 0x0000000000000000, Narrow klass shift: 3
Compressed class space size: 1073741824 Address: 0x0000000300000000 Req Addr: 0x0000000300000000

在此测试中,我们仍然保留-XX:ObjectAlignmentInBytes = 16,但还要求JVM使用-XX:HeapBaseMinAddress = 8g JVM参数在虚拟地址空间的第8 GByte分配堆。类空间将从虚拟地址空间的第12 GByte开始,3位移位足以引用它。

希望这些测试及其结果能够回答这个问题:

  

“为什么在使用-XX:ObjectAlignmentInBytes = 16和-XX:+ UseCompressedClassPointers时,狭窄的klass移位变为零?此外,如果堆是4GBytes或者堆,那么JVM如何引用具有32位引用的类空间?更?“