Java：GraalVM数据库流性能

GraalVM是JVM块的新成员。它是一个开源虚拟机，能够同时运行多种编程语言，例如Java，Rust和JavaScript。 GraalVM还有一个新的内部代码优化器管道，在某些情况下，与其他JVM相比，它可以显着提高性能。了解如何获得GraalVM的好处并无需修改代码即可更快地执行代码。

GraalVM数据库

什么是GraalVM？

以前的JVM，例如Oracle JVM和OpenJDK JVM（均称为“ HotSpot”），已经存在了很长时间。随着时间的推移，它们已经有了长足的发展，并且在过去的几十年中，与Java 1.0 JVM相比，我们看到了性能飞速增长。 JVM的重大改进包括即时编译（JIT），C2编译器，转义分析等，这些都为这一积极的发展做出了贡献。但是，与所有技术一样，它们将在某个时候开始达到平稳状态。

GraalVM是一个崭新的开始，由此从头开始开发新的内部架构。特别是，名为Gaal的JIT编译器已经过重新设计。毫不奇怪，就像所有其他GraalVM组件一样，JIT编译器本身是用Java编写的。事实证明，与某些现有的JVM相比，Graal有时能够更好地优化代码。特别是，某些Stream类型似乎受益于在Graal下运行。

数据库流性能

有许多编写Java流的方法。最明显的方法是使用内置的Java函数Stream::of或Collection::stream方法之一。但是，这些方法要求Stream中的元素以Java对象的形式先验存在。这意味着编译器无法在大多数情况下优化它们。

因此，我选择使用基于流的ORM工具Speedment。该工具与一项技术结合使用，该技术可将数据库内容提取到JVM内存中的快照中，并直接从RAM中创建Java流。因此，数据库表是堆外存储的，从而有可能避免创建Java对象。因为Graal具有改进的性能优化管道，所以它可能可以更好地优化临时中间流对象。从理论上讲，Speedment和Graal将是一个完美的选择。因此，我非常渴望测试
在GraalVM而不是HotSpot下运行时，Speedement的极端性能将受到影响。

以下Speedment数据库流用于测试性能。在我的上一篇文章中可以找到有关这些流及其工作方式的更多信息，您可以在这里找到。

private static final Predicate RATING_EQUALS_PG_13 =Film.RATING.equal(GeneratedFilm.Rating.PG13);private static final Comparator LENGTH_DESCENDING = Film.LENGTH.reversed();@Benchmark
public long filterAndCount() {return films.stream().filter(RATING_EQUALS_PG_13).count();
}@Benchmark
public IntSummaryStatistics Complex() {return films.stream().sorted(LENGTH_DESCENDING).skip(745).limit(5).mapToInt(Film.RENTAL_DURATION.asInt()).summaryStatistics();
}

分别在GraalVM和HotSpot下运行时获得以下JMH输出：

Graal:
Benchmark              Mode  Cnt         Score        Error  Units
Bench.Complex         thrpt    5   8453285.715 ± 383634.200  ops/s
Bench.filterAndCount  thrpt    5  29755350.558 ± 674240.743  ops/sHotSpot:
Benchmark              Mode  Cnt         Score        Error  Units
Bench.Complex         thrpt    5   5334041.755 ± 176368.317  ops/s
Bench.filterAndCount  thrpt    5  20809826.960 ± 963757.357  ops/s

拥有4个CPU内核的笔记本电脑上的GraalVM / Speedment能够每秒产生和消耗超过3000万个数据库流，这真是令人惊讶。想象一下在具有24或32个CPU内核的服务器级节点上的性能。

这是它在图表中的外观（越高越好）：

GraalVM数据库

普通流性能

初始测试显示了针对不同JVM的内置Java流（如Stream.of(“A”, “B”, “C”)或List::stream Stream.of(“A”, “B”, “C”)不同相对性能指标，这些List::stream了各种操作。我希望一旦GraalVM成熟，这些流类型也将全面提高性能。也许我会在以后的文章中介绍。

设定

以下JMH设置用于GraalVM和HotSpot：

# Detecting actual CPU count: 8 detected
# JMH version: 1.21
# VM version: JDK 1.8.0_172, GraalVM 1.0.0-rc6, 25.71-b01-internal-jvmci-0.48
# *** WARNING: JMH support for this VM is experimental. Be extra careful with the produced data.
# VM invoker: /Applications/graalvm-ce-1.0.0-rc6/Contents/Home/jre/bin/java
# VM options: -Dfile.encoding=UTF-8
# Warmup: 5 iterations, 10 s each
# Measurement: 5 iterations, 10 s each
# Timeout: 10 min per iteration
# Threads: 8 threads, will synchronize iterations
# Benchmark mode: Throughput, ops/time# Detecting actual CPU count: 8 detected
# JMH version: 1.21
# VM version: JDK 1.8.0_171, Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM, 25.171-b11
# VM invoker: /Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_171.jdk/Contents/Home/jre/bin/java
# VM options: -Dfile.encoding=UTF-8
# Warmup: 5 iterations, 10 s each
# Measurement: 5 iterations, 10 s each
# Timeout: 10 min per iteration
# Threads: 8 threads, will synchronize iterations
# Benchmark mode: Throughput, ops/time

上面的测试是在MacBook Pro（Retina，15英寸，2015年中），2.2 GHz Intel Core i7、16 GB 1600 MHz DDR3（具有4个CPU内核和8个线程）上进行的。从日志中可以看出，我们应该谨慎地使用JMH的Graal得出结论，因为JMH支持目前处于试验阶段。