OpenJ9

El Just-In-Time (JIT) mejora el rendimiento de las aplicaciones Java compilando bytecode Java independiente de la plataforma en código máquina nativo en tiempo de ejecución. No todos los métodos que llama una aplicación se compilan. En cambio, OpenJ9 registra la cantidad de veces que se llama a un método y activa la compilación JIT cuando se alcanza un umbral predefinido. El compilador JIT compila los métodos en diferentes niveles de optimización: frío , tibio , caliente , muy caliente (con perfilado) o abrasador . Cuanto más alto sea el nivel de optimización, mejor será el rendimiento esperado, pero mayor será el costo en términos de CPU y memoria. Los niveles de optimización más altos utilizan técnicas especiales como el análisis de escape y la eliminación de redundancia parcial, o bien, iteran sobre ciertas secuencias de optimización más veces. Si bien estas técnicas aumentan la demanda de CPU y memoria durante la compilación, el rendimiento mejorado del código generado hace que la compensación valga la pena para el código "caliente".

La compilación anticipada (AOT) es un mecanismo para mejorar el rendimiento de inicio. Los métodos se compilan dinámicamente en código AOT durante la ejecución, lo que permite a la JVM iniciar la aplicación más rápidamente. AOT se habilita automáticamente al usar el uso compartido de datos de clase ( -Xshareclasses ) y no requiere ajustes especiales. OpenJ9 selecciona automáticamente los métodos a compilar basándose en heurísticas que identifican la fase de inicio de aplicaciones grandes. Para aplicaciones pequeñas o de corta duración, se recomienda añadir la opción -Xtune:virtualized para aprovechar al máximo el código compilado con AOT.

Compartir datos de clase entre máquinas virtuales Java tiene dos ventajas principales:

1. El rendimiento al iniciar la aplicación mejora al colocar las clases que necesita durante su inicialización en una caché de clases compartida.
2. El consumo de memoria se reduce al compartir clases comunes entre aplicaciones que se ejecutan en máquinas virtuales Java separadas.

A diferencia de otras implementaciones de compartición de datos de clase (CDS), habilitar esta función en OpenJ9 requiere un solo paso: configurar -Xshareclasses en la línea de comandos al iniciar la aplicación. Al especificarlo, OpenJ9 crea un archivo mapeado en memoria para almacenar y compartir las clases en memoria. Por defecto, OpenJ9 siempre comparte tanto las clases de arranque como las de la aplicación que carga el cargador de clases del sistema predeterminado. Otra ventaja de la implementación CDS de OpenJ9 es que la caché se actualiza dinámicamente. Así, cuando una aplicación carga nuevas clases, la JVM las almacena automáticamente en la caché sin ninguna intervención del usuario. ^{[ 9 ]}

OpenJ9 también proporciona una API auxiliar pública para integrar la compatibilidad con el uso compartido de clases en cargadores de clases personalizados, además de varias utilidades para gestionar cachés activas.

Para evitar que las aplicaciones se queden sin memoria, los objetos en el montón de Java que ya no se necesitan deben ser recuperados. Este proceso se conoce como recolección de basura (GC). OpenJ9 proporciona varias políticas de recolección de basura diseñadas para diferentes tipos de aplicaciones y cargas de trabajo. Elegir la política adecuada depende del uso y los objetivos de rendimiento. Por defecto, OpenJ9 utiliza la -Xgcpolicy:genconpolítica Generacional Concurrente ( ), que es la más adecuada para aplicaciones transaccionales que tienen muchos objetos de corta duración. Hay políticas alternativas disponibles, incluidas aquellas que se adaptan a aplicaciones con grandes montones de Java ( -Xgcpolicy:balanced), aplicaciones que son sensibles al tiempo de respuesta ( -Xgcpolicy:metronome) o aplicaciones que requieren un alto rendimiento de la aplicación ( -Xgcpolicy:optthruput).

Una opción de "ajuste de inactividad" ( -XX:+IdleTuningGcOnIdle) activa la recolección de basura en OpenJ9 cuando la aplicación está inactiva. Esto reduce el consumo de memoria, lo cual es importante para algunos planes de facturación de alojamiento virtual . ^{[ 7 ]}

En enero de 2020, OpenJ9 lanzó una función experimental para compilar código JIT fuera de la JVM y de forma remota en un servidor.

OpenJ9 incluye amplias utilidades de rastreo y depuración para ayudar a identificar, aislar y resolver problemas en tiempo de ejecución. De forma predeterminada, se generan automáticamente diferentes tipos de datos de diagnóstico cuando ocurren ciertos eventos, pero también se pueden activar desde la línea de comandos. Los tipos de datos incluyen:

volcados de Java

Estos volcados se producen cuando la JVM finaliza inesperadamente debido a una señal del sistema operativo, una excepción OutOfMemoryError o una combinación de teclas iniciada por el usuario. Los volcados de Java resumen el estado de la JVM cuando ocurre el evento, y la mayor parte de la información se refiere a los componentes de la JVM.

volcados de memoria

Los volcados de memoria muestran todos los objetos activos en el montón de Java cuando la JVM finaliza debido a una excepción OutOfMemoryError o cuando un usuario los solicita. La información incluye la dirección del objeto, su tipo o nombre de clase, su tamaño y las referencias a otros objetos. Analizar los volcados de memoria puede revelar qué objetos están utilizando grandes cantidades de memoria en el montón de Java y por qué no se están eliminando mediante el recolector de basura.

volcados del sistema

Conocidos comúnmente como volcados de memoria , estos son específicos de la plataforma y contienen un volcado binario sin procesar de la memoria del proceso. Este volcado incluye una copia completa del montón de Java, con el contenido de todos los objetos Java de la aplicación. Existen herramientas de OpenJ9 para procesar el volcado del sistema y convertirlo a un formato legible para su análisis.

Datos de recolección de basura

Para analizar los problemas de recolección de basura, puede habilitar el registro detallado, que proporciona datos sobre todas las operaciones de recolección de basura, incluyendo la inicialización, el procesamiento de detención del mundo, la finalización, el procesamiento de referencias y los fallos de asignación. Para un análisis aún más detallado, puede activar el rastreo de la recolección de basura.

Datos de rastreo

La función de rastreo de OpenJ9 se puede utilizar para rastrear aplicaciones, métodos Java u operaciones internas de la JVM con un impacto mínimo en el rendimiento.

Datos JIT

Si se produce un fallo de protección general o un evento de aborto, el JIT genera un pequeño volcado binario que los desarrolladores de OpenJ9 pueden analizar para ayudar a determinar la causa raíz.

Datos de clases compartidas

El componente de datos de clases compartidas ofrece opciones detalladas que se pueden usar en tiempo de ejecución para mostrar la actividad de la caché. Las utilidades printStats y printAllStats permiten analizar el contenido de una caché de clases compartidas.

El componente de diagnóstico también incluye la interfaz de programación de aplicaciones DTFJ, que se puede utilizar para crear herramientas de diagnóstico. DTFJ funciona con datos de un volcado del sistema o un volcado de Java.