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JEP 147：减少类元数据占用空间

QWen Max 中英对照

概述​

减少 HotSpot 的类元数据内存占用，以提高小型设备上的性能。

成功指标​

通过计算相关数据结构所占用的空间（但不包括字节码和内部字符串所占用的空间），将类、方法和字段元数据的内存占用减少 25%。

典型应用程序的启动和运行时性能不得下降超过 1%。

描述​

许多在 CVM（一种用于 Java ME CDC 的嵌入式 JVM）中使用的减少内存的技术可以应用于 HotSpot。例如：

  • 将很少使用的字段移出类、方法和字段数据结构。
  • 让所有结构体字段尽可能小。
  • 对某些字段进行编码，使其适合更小的数据类型。
  • 不要以导致不必要填充的方式混合字段大小（即，将相似大小的类型分组）。
  • 对某些类型的数据使用 16 位偏移量，而不是 32 位指针。
  • 当一组字段中同时最多只有一个在使用时，可以使用联合体。某些字段的意义会根据类所处的状态而不同。
  • 避免在每个 fb 和 mb 中存储 cb*。
  • 方法要么是抽象的，要么是本地的，要么是 Java 的。特定于这三种类型之一的任何数据都保存在一个单独的结构体中，因此方法数据结构不会携带并非始终需要的字段。
  • 与编译后方法相关的数据直到方法被编译时才会分配。
  • 保留 Java 调试信息是可选的，并且通常在生产版本中禁用。
  • 常量池条目（包括类型信息）为 40 位。
  • 压缩用于描述类中哪些字段是引用类型的 GC 位图。这通常只需 32 位即可容纳。
  • 在为加载的类分配内存时，限制 malloc 的次数以及每次 malloc 块的开销。类的大部分内容布局在一个大的 malloc 分配中。

例如，instanceKlass.hpp 中的以下四个布尔字段可以合并为一个 u1 字段：

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

影响​

  • 其他 JDK 组件：了解类元数据格式的工具