避免在 VM 启动时使用 class 的 lambda 和流

Question

通过 java.lang.module 我在 class 文档中阅读了以下内容：

@implNote ... is used at VM startup and so deliberately
avoids using lambda and stream usages in code paths used during
startup.

这里避免使用 lambda 和流的原因是什么？它们可能产生的影响是什么？

插图有助于更好地理解，但不是在这里寻求意见。

Answer 1

不依赖 lambda 和流（广泛使用 lambda）有助于避免在 VM bootstrap 上进行冗余工作。这反过来又减少了启动时间和内存占用。

invokedynamic JDK 中的机器相当复杂。它涉及许多 java.lang.invoke.* class 与方法句柄、Lambda 元工厂等相关的需要加载和初始化的内容。此外，对于 link invokedynamic 字节码，JVM 使用 ObjectWeb ASM 框架动态创建适配器。在运行时间内生成这样的 classes 也需要时间和 space.

让我们测量一下在非常基本的场景中使用 lambda 而不是 inner class 的开销。我创建了两个类似的 classes，除了实例化内部 class 或 lambda:

class Inner {
    public static void main(String[] args) {
        Runnable r = new Runnable() { public void run() {} };
        r.run();
    }
}

class Lambda {
    public static void main(String[] args) {
        Runnable r = () -> {};
        r.run();
    }
}

然后我运行都打开了 class 加载日志：

java -Xlog:class+load:file=inner.log Inner
java -Xlog:class+load:file=lambda.log Lambda

inner.log

[0.011s][info][class,load] opened: C:\Program Files\Java\jdk-9\lib\modules
[0.022s][info][class,load] java.lang.Object source: jrt:/java.base
[0.022s][info][class,load] java.io.Serializable source: jrt:/java.base
...
[0.136s][info][class,load] Inner source: file:/C:/Andrei/
[0.136s][info][class,load] java.lang.Shutdown source: jrt:/java.base
[0.136s][info][class,load] java.lang.Shutdown$Lock source: jrt:/java.base

lambda.log

[0.011s][info][class,load] opened: C:\Program Files\Java\jdk-9\lib\modules
[0.022s][info][class,load] java.lang.Object source: jrt:/java.base
[0.022s][info][class,load] java.io.Serializable source: jrt:/java.base
...
[0.159s][info][class,load] Lambda$$Lambda/1282788025 source: Lambda
[0.159s][info][class,load] java.lang.invoke.InnerClassLambdaMetafactory source: jrt:/java.base
[0.159s][info][class,load] java.lang.invoke.MethodHandleImpl$IntrinsicMethodHandle source: jrt:/java.base
[0.159s][info][class,load] java.lang.invoke.SimpleMethodHandle source: jrt:/java.base
[0.159s][info][class,load] sun.invoke.util.Wrapper source: jrt:/java.base
[0.160s][info][class,load] java.lang.invoke.LambdaForm$MH/100555887 source: java.lang.invoke.LambdaForm
[0.160s][info][class,load] java.lang.invoke.LambdaForm$MH/1983747920 source: java.lang.invoke.LambdaForm
[0.160s][info][class,load] java.lang.Shutdown source: jrt:/java.base
[0.161s][info][class,load] java.lang.Shutdown$Lock source: jrt:/java.base

完整输出为here。正如我们所见，Inner 需要 136 毫秒和 537 次加载 classes，而 Lambda 需要 161 毫秒和 620 次加载 classes。

因此，在这个简单的示例中，避免使用单个 lambda 有助于节省 25 毫秒的启动时间，同时减少 83 class 加载。

编辑

我描述的开销由两部分组成：

加载和初始化 java.lang.invoke.* classes - 这是常量部分，只需完成一次。
链接特定的 lambda 调用站点 - 这需要调用 LambdaMetafactory bootstrap 方法并生成运行调用目标方法的时间适配器。这需要为每个 lambda 完成，因此这部分开销与代码中的 lambda 数量成正比。

避免在 VM 启动时使用 class 的 lambda 和流

Avoiding lambda and stream usage for a class used at VM Startup

java

lambda

jvm

startup

java-9