Java类的急切加载

Question

我试图对运行在各种硬件和操作系统平台上的JVM进行一些基准测试。 我已经创建了一个算法来运行我感兴趣的JVM部分，并打算多次运行此算法以找到合理的平均值。

当我运行基准测试时，我发现第一次运行比后续运行时间要长得多：

132ms
86ms
77ms
89ms
72ms

我的怀疑是类是懒加载的，这会在第一次运行时产生很大的开销。虽然我认为这确实是每个JVM独有的特性，但这并不是我目前感兴趣的。

是否有标准的命令行选项或属性可以急切地加载类？还是有人有其他理论吗？

- Cogsy

Answer 1

如果您想强制加载类，请按以下方式操作：

public class Main
{
    static
    {
        loadClasses();
    }

    public static void main(final String[] argv)
    {
        // whatever
    }

    private static void loadClasses()
    {
        final String[] classesToLoad;

        // even better, read them from a file and pass the filename to this method
        classesToLoad = new String[]
        {
            "foo.bar.X",
            "foo.bar.Y",
        }

        for(final String className : classesToLoad)
        {
            try
            {
                // load the class
                Class.forName(className);
            }
            catch(final ClassNotFoundException ex)
            {
                // do something that makes sense here
                ex.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

- TofuBeer

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如果想在主类加载时动态加载类，可以使用import语句，那么为什么还需要使用Class.forName呢？ - lowLatency

@Naroji 导入仅在编译时起作用，运行时不会有任何影响。 - TofuBeer

请验证...类可以通过ClassLoader、Class.forName或new Operator、DI、Factory（内部都使用ClassLoader）加载到jvm方法区中... new、DI、Factory也会创建对象。 - lowLatency

所有这些都可以做到。但是没有必要创建一个类的实例来加载类。例如，System.out.println(X.staticVariable);将导致类被加载。如果你只想让类被加载，那么只需要使用Class.forName就可以了。 - TofuBeer

Answer 2

最简单的方法是忽略第一次运行。（如果这是有效的做法） 注意：如果您运行相同的代码10,000次，它将进一步编译代码并获得更好的结果，因此您可能需要忽略某些微基准测试的前10K个结果。

一些JVM支持急切加载，但我不认为Sun的JVM支持。

JWrapper支持AOT https://www.jwrapper.com/features

- Peter Lawrey

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我无法进一步编译代码。请详细说明原因，为什么只有运行10000次后，才能得到适当的微基准测试结果（平均值）。 - lowLatency

默认的“编译器阈值”为10000。请参见-XX:CompileThreshold=10000。这意味着在运行10,000次之前，代码可能没有完全优化，您可能希望忽略这些运行以获得最佳结果。无论如何，我建议至少运行测试2-10秒钟。 - Peter Lawrey

如果我设置-XX:CompileThreshold=10，那么我们可以测试一个10000次循环（是的，我知道它只会运行几毫秒）。 - lowLatency

@PeterLawrey，哪些JVM支持急切的类加载？ - caduceus

@caduceus 我相信 https://www.jwrapper.com/features 支持AOT，并且如果还没有添加到Gradle VM中，它将被添加进去。 - Peter Lawrey

Answer 3

Java 基准测试的规则 #1: 方法运行的前15000次（左右）不具有实际意义。

该帖子包含一些实用的建议：如何正确地编写 Java 微基准测试？

- gustafc

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换句话说：如果你忽略它变慢的时候，Java 是快的 :-) - marcus

Answer 4

使用java -XX:+TraceClassLoading来跟踪类的加载。

使用java -XX:+PrintCompilation来跟踪方法何时被JIT编译。

- Adrian Kuhn

Answer 5

一旦你加载了类，为了避免运行解释器，可以使用-Xcomp（在Sun实现中）仅运行编译代码。以这种方式运行普通应用程序可能会非常缓慢，因为所有代码都必须被编译，而不仅仅是一些片段。

- Tom Hawtin - tackline

Answer 6

没有标准的命令行选项，因为那不是JVM规范的一部分。懒加载类是（明确允许的）JVM规范的一部分。在运行之前使用Class.forName()来加载你知道的类是可能的，但它不是自动传递的。

HotSpot编译也会影响前几次运行 - 一个方法在被编译之前会被解释几次，而编译过程需要一些时间。

- Pete Kirkham