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Eclipse 的字符串分区共享优化机制

王朝other·作者佚名  2008-05-31
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在 Java/C# 这样基于引用语义处理字符串的语言中,作为不可变对象存在的字符串,假如内容相同,则可以通过某种机制实现重用。因为对这类语言来说,指向内存中两块内存位置不同内容相同的字符串,与同时指向一个字符串并没有任何区别。非凡是对大量使用字符串的 XML 文件解析类似场合,这样的优化能够很大程度上降低程序的内存占用,如 SAX 解析引擎标准中就专门定义了一个 http://xml.org/sax/features/string-interning 特性用于字符串重用。

在语言层面,Java/C# 中都直接提供了 String.Intern 的支持。而对 Java 来说,实现上的非常类似。由 String.intern 方法,将当前字符串以内容为键,对象引用为值,放入一个全局性的哈希表中。

代码:

//

// java/lang/String.java

//

public final class String

{

//...

public native String intern(); // 使用 JNI 函数实现以保障效率

}

//

// hotspot/src/share/vm/prims/jvm.cpp

//

JVM_ENTRY(jstring, JVM_InternString(JNIEnv *env, jstring str))

JVMWrapper("JVM_InternString");

if (str == NULL) return NULL;

oop string = JNIHandles::resolve_non_null(str); // 将引用解析为内部句柄

oop result = StringTable::intern(string, CHECK_0); // 进行实际的字符串 intern 操作

return (jstring) JNIHandles::make_local(env, result); // 获取内部句柄的引用

JVM_END

//

// hotspot/src/share/vm/memory/symbolTable.cpp

//

oop StringTable::intern(oop string, TRAPS)

{

if (string == NULL) return NULL;

ResourceMark rm(THREAD); // 保护线程资源区域

int length;

Handle h_string (THREAD, string);

jchar* chars = java_lang_String::as_unicode_string(string, length); // 获取实际字符串内容

oop result = intern(h_string, chars, length, CHECK_0); // 完成字符串 intern 操作

return result;

}

oop StringTable::intern(Handle string_or_null, jchar* name, int len, TRAPS)

{

int hashValue = hash_string(name, len); // 首先根据字符串内容计算哈希值

stringTableBUCket* bucket = bucketFor(hashValue); // 根据哈希值获取目标容器

oop string = bucket->lookup(name, len); // 然后检测字符串是否已经存在

// Found

if (string != NULL) return string;

// Otherwise, add to symbol to table

return basic_add(string_or_null, name, len, hashValue, CHECK_0); // 将字符串放入哈希表

}

对全局字符串表中的字符串,是没有办法显式手动清除的。只能在不使用此字符串后,由垃圾回收线程在进行不可达对象标记时进行分析,并最终调用 StringTable::unlink 方法去遍历清除。

代码:

//

// hotspot/src/share/vm/memory/genMarkSweep.cpp

//

void GenMarkSweep::mark_sweep_phase1(...)

{

//...

StringTable::unlink();

}

//

// hotspot/src/share/vm/memory/symbolTable.cpp

//

void StringTable::unlink() {

// Readers of the string table are unlocked, so we should only be

// removing entries at a safepoint.

assert(SafepointSynchronize::is_at_safepoint(), "must be at safepoint")

for (stringTableBucket* bucket = firstBucket(); bucket <= lastBucket(); bucket++) {

for (stringTableEntry** p = bucket->entry_addr(); *p != NULL;) {

stringTableEntry* entry = *p;

assert(entry->literal_string() != NULL, "just checking");

if (entry->literal_string()->is_gc_marked()) { // 字符串对象是否可达

// Is this one of calls those necessary only for verification? (DLD)

entry->oops_do(&MarkSweep::follow_root_closure);

p = entry->next_addr();

} else { // 如不可达则将其内存块回收到内存池中

*p = entry->next();

entry->set_next(free_list);

free_list = entry;

}

}

}

}

通过上面的代码,我们可以直观了解到,对 JVM (Sun JDK 1.4.2) 来说,String.intern 提供的是全局性的基于哈希表的共享支持。这样的实现虽然简单,并能够在最大限度上进行字符串共享;但同时也存在共享粒度太大,优化效果无法度量,大量字符串可能导致全局字符串表性能降低等问题。

为此 Eclipse 舍弃了 JVM 一级的字符串共享优化机制,而通过提供细粒度、完全可控、可测量的字符串分区共享优化机制,一定程度上缓解此问题。Eclipse 核心的 IStringPoolParticipant 接口由使用者显式实现,在其 shareStrings 方法中提交需要共享的字符串。

代码:

 
 
 
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