JDK从6update23开始在64位系统上会默认开启压缩指针

如题。先前都没仔细留意，今天在看一个crash log的时候才发现这点，记录一下。

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本来以为这个是在6 update 25才开始开启的…

Sun的HotSpot VM从JDK5开始会根据运行环境来自动设定VM的一些参数(ergonomics)。其中大家最熟悉的可能是它会自动选择client与server模式、堆的初始和***大小等。事实上ergonomics会设置非常多的内部参数，包括自动选择GC算法、并行GC的线程数、GC的工作区分块大小、对象晋升阈值等等。

Ergonomics相关的逻辑大都在hotspot/src/share/vm/runtime/arguments.cpp中，值得留意的是使用了FLAG_SET_ERGO()的地方。

于是我们可以留意一下几个版本的HotSpot对UseCompressedOops参数的处理的差异：

HotSpot 16:

C++代码

 
 
 
    
  
  
  
  1. #ifdef _LP64    
    2. 
  
  
  
  2.   // Check that UseCompressedOops can be set with the max heap size allocated    
    3. 
  
  
  
  3.   // by ergonomics.    
    4. 
  
  
  
  4.   if (MaxHeapSize <= max_heap_for_compressed_oops()) {    
    5. 
  
  
  
  5.     if (FLAG_IS_DEFAULT(UseCompressedOops)) {    
    6. 
  
  
  
  6.       // Turn off until bug is fixed.    
    7. 
  
  
  
  7.       // the following line to return it to default status.    
    8. 
  
  
  
  8.       // FLAG_SET_ERGO(bool, UseCompressedOops, true);    
    9. 
  
  
  
  9.     }    
    10. 
  
  
  
  10.     // ...    
    11. 
  
  
  
  11.   }    
    12. 
  
  
  
  12. #endif // _LP64   
    13.

HotSpot 17:

C++代码

 
 
 
    
  
  
  
  1. #ifndef ZERO    
    2. 
  
  
  
  2. #ifdef _LP64    
    3. 
  
  
  
  3.   // Check that UseCompressedOops can be set with the max heap size allocated    
    4. 
  
  
  
  4.   // by ergonomics.    
    5. 
  
  
  
  5.   if (MaxHeapSize <= max_heap_for_compressed_oops()) {    
    6. 
  
  
  
  6. #ifndef COMPILER1    
    7. 
  
  
  
  7.     if (FLAG_IS_DEFAULT(UseCompressedOops) && !UseG1GC) {    
    8. 
  
  
  
  8.       // Disable Compressed Oops by default. Uncomment next line to enable it.    
    9. 
  
  
  
  9.       // FLAG_SET_ERGO(bool, UseCompressedOops, true);    
    10. 
  
  
  
  10.     }    
    11. 
  
  
  
  11.   }    
    12. 
  
  
  
  12. #endif    
    13. 
  
  
  
  13.   // ...    
    14. 
  
  
  
  14. #endif // _LP64    
    15. 
  
  
  
  15. #endif // !ZERO   
    16.

HotSpot 19 / HotSpot 20:

C++代码

 
 
 
    
  
  
  
  1. #ifndef ZERO    
    2. 
  
  
  
  2. #ifdef _LP64    
    3. 
  
  
  
  3.   // Check that UseCompressedOops can be set with the max heap size allocated    
    4. 
  
  
  
  4.   // by ergonomics.    
    5. 
  
  
  
  5.   if (MaxHeapSize <= max_heap_for_compressed_oops()) {    
    6. 
  
  
  
  6. #ifndef COMPILER1    
    7. 
  
  
  
  7.     if (FLAG_IS_DEFAULT(UseCompressedOops) && !UseG1GC) {    
    8. 
  
  
  
  8.       FLAG_SET_ERGO(bool, UseCompressedOops, true);    
    9. 
  
  
  
  9.     }    
    10. 
  
  
  
  10. #endif    
    11. 
  
  
  
  11.   }    
    12. 
  
  
  
  12.   // ...    
    13. 
  
  
  
  13. #endif // _LP64    
    14. 
  
  
  
  14. #endif // !ZERO
    15.

(注：HotSpot VM的版本号与JDK的版本号之间的关系，请参考另一篇笔记：Sun/Oracle JDK、OpenJDK、HotSpot VM版本之间的对应关系)

可以看到，UseCompressedOops参数从HotSpot 19开始终于开始受ergonomics控制，会在下述条件满足的时候默认开启：

1、是64位系统(#ifdef _LP64)并且不是client VM(#ifndef COMPILER1);

2、Java堆的***大小不大于一个阈值(MaxHeapSize <= max_heap_for_compressed_oops());

3、没有通过.hotspotrc或命令行参数手动设定过UseCompressedOops参数的值;

4、没有使用Garbage-First (G1) GC。

第1、3、4点都很直观，于是第2点就是个关键点了：阈值是多大?

还是看回代码，HotSpot 20:

C++代码

 
 
 
    
  
  
  
  1. void set_object_alignment() {    
    2. 
  
  
  
  2.   // Object alignment.    
    3. 
  
  
  
  3.   assert(is_power_of_2(ObjectAlignmentInBytes), "ObjectAlignmentInBytes must be power of 2");    
    4. 
  
  
  
  4.   MinObjAlignmentInBytes     = ObjectAlignmentInBytes;    
    5. 
  
  
  
  5.   assert(MinObjAlignmentInBytes >= HeapWordsPerLong * HeapWordSize, "ObjectAlignmentInBytes value is too small");    
    6. 
  
  
  
  6.   MinObjAlignment            = MinObjAlignmentInBytes / HeapWordSize;    
    7. 
  
  
  
  7.   assert(MinObjAlignmentInBytes == MinObjAlignment * HeapWordSize, "ObjectAlignmentInBytes value is incorrect");    
    8. 
  
  
  
  8.   MinObjAlignmentInBytesMask = MinObjAlignmentInBytes - 1;    
    9. 
  
  
  
  9.    
    10. 
  
  
  
  10.   LogMinObjAlignmentInBytes  = exact_log2(ObjectAlignmentInBytes);    
    11. 
  
  
  
  11.   LogMinObjAlignment         = LogMinObjAlignmentInBytes - LogHeapWordSize;    
    12. 
  
  
  
  12.    
    13. 
  
  
  
  13.   // Oop encoding heap max    
    14. 
  
  
  
  14.   OopEncodingHeapMax = (uint64_t(max_juint) + 1) << LogMinObjAlignmentInBytes;    
    15. 
  
  
  
  15. }    
    16. 
  
  
  
  16.    
    17. 
  
  
  
  17. inline uintx max_heap_for_compressed_oops() {    
    18. 
  
  
  
  18.   // Avoid sign flip.    
    19. 
  
  
  
  19.   if (OopEncodingHeapMax < MaxPermSize + os::vm_page_size()) {    
    20. 
  
  
  
  20.     return 0;    
    21. 
  
  
  
  21.   }    
    22. 
  
  
  
  22.   LP64_ONLY(return OopEncodingHeapMax - MaxPermSize - os::vm_page_size());    
    23. 
  
  
  
  23.   NOT_LP64(ShouldNotReachHere(); return 0);    
    24. 
  
  
  
  24. }   
    25.

(注：其中 (uint64_t(max_juint) + 1) 的值也被称为NarrowOopHeapMax，也就是2的32次方，0x100000000;

ObjectAlignmentInBytes在64位HotSpot上默认为8;

HeapWord在globalDefinitions.hpp里定义，大小跟一个char*一样;

HeapWordSize在同一个文件里定义，等于sizeof(HeapWord)，在64位系统上值为8;

LogHeapWordSize也在同一文件里，在64位系统上定义为3)

跟踪一下里面几个参数的计算，在64位HotSpot上有，

C++代码

 
 
 
    
  
  
  
  1. ObjectAlignmentInBytes = 8    
    2. 
  
  
  
  2. MinObjAlignmentInBytes = 8    
    3. 
  
  
  
  3. HeapWordSize = 8    
    4. 
  
  
  
  4. MinObjAlignment = 1    
    5. 
  
  
  
  5. MinObjAlignmentInBytesMask = 0x0111    
    6. 
  
  
  
  6. LogMinObjAlignmentInBytes = 3    
    7. 
  
  
  
  7. LogHeapWordSize = 3 // _LP64    
    8. 
  
  
  
  8. LogMinObjAlignment = 0    
    9. 
  
  
  
  9. OopEncodingHeapMax = 0x800000000 // 32GB   
    10.

于是，前面提到的第2个条件在64位HotSpot VM上默认是：

C++代码

 
 
 
    
  
  
  
  1. MaxHeapSize + MaxPermSize + os::vm_page_size() <= 32GB  
    2.

os::vm_page_size()是操作系统的虚拟内存的分页大小，在Linux上等于sysconf(_SC_PAGESIZE)的值;在x86_64上的Linux默认分页大小为4KB。

MaxHeapSize的值基本上等于-Xmx参数设置的值(会根据分页大小、对齐等因素做调整)。

MaxPermSize就是perm gen设置的***大小。

这下可以确认，在我现在用的环境里，当包括perm gen在内的GC堆大小在32GB - 4KB以下的时候，使用64位的JDK 6 update 23或更高版本就会自动开启UseCompressedOops功能。

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