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詳解Java編譯優(yōu)化之循環(huán)展開和粗化鎖

更新時間：2021年06月02日 14:14:54 作者：flydean

之前在講JIT的時候，有提到在編譯過程中的兩種優(yōu)化循環(huán)展開和粗化鎖，今天從Assembly的角度來驗證一下這兩種編譯優(yōu)化方法，快來看看吧。

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進制數(shù)字，至于為什么要使用16進制呢？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。