JEP 147: Reduce Class Metadata Footprint

Аннотация

Сократить объём памяти, занимаемый метаданными классов в HotSpot, чтобы повысить производительность на небольших устройствах.

Критерии успеха

Сократить объём памяти, занимаемый метаданными классов, методов и полей, на 25 %. Объём измеряется как пространство, занимаемое соответствующими структурами данных (без учёта пространства, занимаемого байт-кодом и интернированными строками).

Производительность запуска и выполнения типичных приложений не должна ухудшиться больше чем на 1 %.

Описание

Многие приёмы сокращения памяти, применяемые в CVM (встраиваемой JVM для Java ME CDC), можно применить и в HotSpot. Например:

• Выносить редко используемые поля за пределы структур данных классов, методов и полей.

• Делать все поля структур как можно меньше.

• Кодировать некоторые поля так, чтобы они помещались в типы меньшего размера.

• Не смешивать поля разного размера так, чтобы возникало лишнее выравнивание (т. е. группировать типы близкого размера).

• Для некоторых видов данных использовать 16-битные смещения вместо 32-битных указателей.

• Использовать объединения (union) для групп полей, если одновременно используется не больше одного из них. Некоторые поля будут иметь разный смысл в зависимости от состояния, в котором находится класс.

• Не хранить cb* в каждом fb и mb.

• Методы бывают абстрактными, нативными или Java-методами. Данные, специфичные для одного из этих трёх видов, хранятся в отдельной структуре, поэтому структура данных метода не содержит полей, которые нужны не всегда.

• Данные, связанные со скомпилированными методами, не выделяются, пока метод не скомпилирован.

• Сохранение отладочной информации Java необязательно и в производственных сборках обычно отключено.

• Элементы пула констант (включая информацию о типе) занимают 40 бит.

• Сжать битовую карту GC, описывающую, какие поля класса имеют ссылочные типы. Обычно она умещается всего в 32 бита.

• Ограничить количество вызовов malloc и связанные с каждым вызовом malloc накладные расходы на блок при выделении памяти для загруженного класса. Бо́льшая часть класса размещается в одном большом блоке, выделенном через malloc.

Например, следующие четыре логических поля в instanceKlass.hpp можно объединить в одно поле u1:

bool _is_marked_dependent;   // used for marking during flushing & deopt
bool _rewritten;             // methods rewritten
bool _has_nonstatic_fields;  // for sizing with UseCompressedOops
bool _should_verify_class;   // allow caching of preverification

Влияние

• Другие компоненты JDK: инструменты, которым известны форматы метаданных классов