Java方法内联

概念

方法内联就是把调用方函数代码”复制”到调用方函数中,减少因函数调用开销的技术

函数调用过程:

1、首先会有个执行栈,存储它们的局部变量、方法名、动态连接
2、当一个方法被调用,一个新的栈帧会被加到栈顶,分配的本地变量和参数会存储在这个栈帧
3、跳转到目标方法代码执行
4、方法返回的时候,本地方法和参数被销毁,栈顶被移除
5、返回原来的地址执行

注:这就是通常说的函数调用的压栈和出栈过程,因此,函数调用需要有一定的时间开销和空间开销,当一个方法体不大,但又频繁被调用时,这个时间和空间开销会相对变得很大,变得非常不划算,同时降低了程序的性能。根据二八原则,80%的性能消耗其实是发生在20%的代码上,对热点代码的针对性优化可以提升整体系统的性能

方法内联的原理

就如上面所说,就是把调用方函数代码”复制”到调用方函数中

看如下例子:

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private int add2(int x1, int x2, int x3, int x4) {
return add1(x1, x2) + add1(x3, x4);
}

private int add1(int x1, int x2) {
return x1 + x2;
}

运行一段时间后,代码被内联翻译成:

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private int add2(int x1, int x2, int x3, int x4) {
//return add1(x1, x2) + add1(x3, x4);
return x1 + x2 + x3 + x4;
}

方法内联的条件

JVM会自动的识别热点方法,并对它们使用方法内联优化。那么一段代码需要执行多少次才会触发JIT优化呢?通常这个值由-XX:CompileThreshold参数进行设置:

  • 使用client编译器时,默认为1500
  • 使用server编译器时,默认为10000

但是一个方法就算被JVM标注成为热点方法,JVM仍然不一定会对它做方法内联优化。其中有个比较常见的原因就是这个方法体过大,分为两种情况。

  • 如果方法是经常执行的,默认情况下,方法大小小于325字节的都会进行内联(可以通过-XX:MaxFreqInlineSize=N来设置这个大小)

  • 如果方法不是经常执行的,默认情况下,方法大小小于35字节才会进行内联(可以通过-XX:MaxInlineSize=N来设置这个大小)

    我们可以通过增加这个大小,以便更多的方法可以进行内联;但是除非能够显著提升性能,否则不推荐修改这个参数。因为更大的方法体会导致代码内存占用更多,更少的热点方法会被缓存,最终的效果不一定好。

JVM参数:-XX:+PrintCompilation -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:+PrintInlining`

内联的隐藏条件

虽然JIT号称可以针对代码全局的运行情况而优化,但是JIT对一个方法内联之后,还是可能因为方法被继承,导致需要类型检查而没有达到性能的效果
想要对热点方法使用上内联的优化方法,最好尽量使用final、private、static这些修饰符修饰方法,避免方法因为继承,导致需要额外的类型检查,而出现效果不好情况。

结论

1、针对热点方法,想要通过JIT内联优化来提升性能的建议
2、更小的方法体,JVM总是偏好更小的方法。
3、尽量使用final、private、static修饰符
4、使用+PrintInlining参数校验效果(必须配合参数-XX:+UnlockDiagnosticVMOptions使用,并且只能加在其后才能生效)

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