詳解Java編譯優(yōu)化之循環(huán)展開和粗化鎖
我們先來回顧一下什么是循環(huán)展開。
循環(huán)展開就是說，像下面的循環(huán)遍歷的例子：
for (int i = 0; i < 1000; i++) { x += 0x51;}
因為每次循環(huán)都需要做跳轉(zhuǎn)操作，所以為了提升效率，上面的代碼其實可以被優(yōu)化為下面的：
for (int i = 0; i < 250; i++) { x += 0x144; //0x51 * 4}
注意上面我們使用的是16進(jìn)制數(shù)字，至于為什么要使用16進(jìn)制呢？這是為了方便我們在后面的assembly代碼中快速找到他們。
好了，我們再在 x += 0x51 的外面加一層synchronized鎖，看一下synchronized鎖會不會隨著loop unrolling展開的同時被粗化。
for (int i = 0; i < 1000; i++) { synchronized (this) {x += 0x51; }}
萬事具備，只欠我們的運行代碼了，這里我們還是使用JMH來執(zhí)行。
相關(guān)代碼如下：
@Warmup(iterations = 10, time = 1, timeUnit = TimeUnit.SECONDS)@Measurement(iterations = 5, time = 1, timeUnit = TimeUnit.SECONDS)@Fork(value = 1,jvmArgsPrepend = {'-XX:-UseBiasedLocking','-XX:CompileCommand=print,com.flydean.LockOptimization::test'})@State(Scope.Benchmark)@BenchmarkMode(Mode.AverageTime)@OutputTimeUnit(TimeUnit.NANOSECONDS)public class LockOptimization { int x; @Benchmark @CompilerControl(CompilerControl.Mode.DONT_INLINE) public void test() {for (int i = 0; i < 1000; i++) { synchronized (this) {x += 0x51; }} } public static void main(String[] args) throws RunnerException {Options opt = new OptionsBuilder().include(LockOptimization.class.getSimpleName()).build();new Runner(opt).run(); }}
上面的代碼中，我們?nèi)∠似蜴i的使用：-XX:-UseBiasedLocking。為啥要取消這個選項呢？因為如果在偏向鎖的情況下，如果線程獲得鎖之后，在之后的執(zhí)行過程中，如果沒有其他的線程訪問該鎖，那么持有偏向鎖的線程則不需要觸發(fā)同步。
為了更好的理解synchronized的流程，這里我們將偏向鎖禁用。
其他的都是我們之前講過的JMH的常規(guī)操作。
接下來就是見證奇跡的時刻了。
分析Assembly日志我們運行上面的程序，將會得到一系列的輸出。因為本文并不是講解Assembly語言的，所以本文只是大概的理解一下Assembly的使用，并不會詳細(xì)的進(jìn)行Assembly語言的介紹，如果有想深入了解Assembly的朋友，可以在文后留言。
分析Assembly的輸出結(jié)果，我們可以看到結(jié)果分為C1-compiled nmethod和C2-compiled nmethod兩部分。
先看C1-compiled nmethod：
第一行是monitorenter,表示進(jìn)入鎖的范圍，后面還跟著對于的代碼行數(shù)。
最后一行是monitorexit,表示退出鎖的范圍。
中間有個add $0x51,%eax操作，對于著我們的代碼中的add操作。
可以看到C1—compiled nmethod中是沒有進(jìn)行Loop unrolling的。
我們再看看C2-compiled nmethod:
和C1很類似，不同的是add的值變成了0x144,說明進(jìn)行了Loop unrolling，同時對應(yīng)的鎖范圍也跟著進(jìn)行了擴(kuò)展。
最后看下運行結(jié)果：
Benchmark Mode Cnt Score Error Units
LockOptimization.test avgt 5 5601.819 ± 620.017 ns/op
得分還不錯。
禁止Loop unrolling接下來我們看下如果將Loop unrolling禁掉，會得到什么樣的結(jié)果。
要禁止Loop unrolling，只需要設(shè)置-XX:LoopUnrollLimit=1即可。
我們再運行一下上面的程序:
可以看到C2-compiled nmethod中的數(shù)字變成了原本的0x51，說明并沒有進(jìn)行Loop unrolling。
再看看運行結(jié)果：
Benchmark Mode Cnt Score Error Units
LockOptimization.test avgt 5 20846.709 ± 3292.522 ns/op
可以看到運行時間基本是優(yōu)化過后的4倍左右。說明Loop unrolling還是非常有用的。
以上就是詳解Java編譯優(yōu)化之循環(huán)展開和粗化鎖的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Java編譯優(yōu)化之循環(huán)展開和粗化鎖的資料請關(guān)注好吧啦網(wǎng)其它相關(guān)文章！
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