我们真的仍然需要32位JVM吗？

即使到了今天（2015年），我们仍然有两个版本或Oracle HotSpot JDK –已调整为32或64位体系结构。问题是我们是否真的想在服务器甚至笔记本电脑上使用32位JVM？我们应该有很受欢迎的意见！如果只需要较小的堆，则使用32位–它具有较小的内存占用空间，因此您的应用程序将使用较少的内存并触发较短的GC暂停。但这是真的吗？我将探索三个不同的领域：

内存占用
GC性能
整体表现

让我们从内存消耗开始。

内存占用

众所周知，32位和64位JVM之间的主要区别与内存寻址有关。这意味着所有在64位版本上的引用都占用8个字节而不是4个字节。幸运的是，JVM附带了压缩对象指针，默认情况下，所有小于26GB的堆都启用该对象指针。只要32位JVM可以寻址大约2GB（取决于目标操作系统，它仍然要少13倍），那么这个限制对我们来说是可以接受的。因此，不必担心对象引用。唯一不同的对象布局是标记标头，它在64位上大4个字节。我们还知道Java中的所有对象都是8字节对齐的，因此有两种可能的情况：

最糟糕的是– 64位对象比32位对象大8个字节。这是因为在标头中添加4个字节会导致对象被丢弃到另一个内存插槽中，因此我们必须再添加4个字节来填充对齐间隙。
最佳–两种体系结构上的对象具有相同的大小。当在32位上有4个字节的对齐间隙时，就会发生这种情况，可以通过其他标记头字节简单地填充该间隙。

现在假设两种不同的应用程序大小来计算这两种情况。加载了相当大项目的IntelliJ IDEA包含大约700万个对象，这将是我们的较小项目。对于第二个选项，假设我们有一个大型项目（我称其为“巨大”），其中包含5000万个对象。现在让我们计算最坏的情况：

IDEA -> 7 millions * 8 bytes = 53 MB
Huge -> 50 millions * 8 bytes = 381 MB

上面的计算向我们显示，在最坏的情况下，IntelliJ会增加大约50MB的堆，而对于某些带有很小对象的高度粒度化的大型项目，实际的应用程序占地会增加大约400MB。在第二种情况下，它可能占总堆的25％左右，但是对于绝大多数项目而言，它约为2％，几乎没有。

GC性能

这个想法是使用长键将800万个String对象放入Cache中。一个测试包含4个调用，这意味着有2400万次放入缓存映射。我使用并行GC，将总堆大小设置为2GB。结果令人惊讶，因为整个测试很快就在32位JDK上完成了。 3分40秒，而64位虚拟机为4分30秒。比较GC日志后，我们可以看到，差异主要来自GC暂停：114秒到157秒。这意味着实际上32位JVM带来的GC开销要低得多-64位554可以暂停到618。在下面，您可以查看GC Viewer的屏幕截图（两个轴上的缩放比例均相同）

32位JVM并行GC

64位JVM并行GC

我原本希望64位JVM的开销较小，但是基准测试表明，即使总堆使用量在32位上也差不多，我们在Full GC上释放了更多的内存。年轻一代的停顿时间也相似-两种架构大约为0.55秒。但是，平均主要停顿在64位上更高，为3.2，而32位上为2.7。事实证明，小堆的GC性能在32位JDK上要好得多。问题是您的应用程序对GC的要求是否很高–在测试中，平均吞吐量约为42-48％。

在更多的“企业”场景中进行了第二次测试。我们正在从数据库加载实体，并在加载的列表上调用size（）方法。对于大约6分钟的总测试时间，对于64位，我们有133.7s的总暂停时间，对于32位，我们有130.0s的总暂停时间。堆的使用也非常相似– 64位为730MB，32位JVM为688MB。这向我们显示，对于正常的“企业”用法，在各种JVM架构上的GC性能之间没有太大差异。

从数据库中选择32位JVM并行GC

64位JVM并行GC从数据库中选择

即使具有类似的GC性能，32位JVM仍可以在20秒前完成工作（大约5％）。

整体表现

当然，要验证适用于所有应用程序的JVM性能几乎是不可能的，但是我将尝试提供一些有意义的结果。首先，让我们检查时间性能。

Benchmark                    32bits [ns]   64bits [ns]   ratioSystem.currentTimeMillis()       113.662        22.449    5.08
System.nanoTime()                128.986        20.161    6.40findMaxIntegerInArray           2780.503      2790.969    1.00
findMaxLongInArray              8289.475      3227.029    2.57
countSinForArray                4966.194      3465.188    1.43UUID.randomUUID()               3084.681      2867.699    1.08

正如我们所看到的，与长变量相关的所有操作的最大且绝对明显的区别是。在64位JVM上，这些操作的速度是2.6到6.3倍之间。使用整数非常相似，生成随机UUID的速度也快7％左右。值得一提的是，解释代码（-Xint）具有相似的速度-仅64位版本的JIT效率更高。那么有什么特别的区别吗？是! 64位体系结构带有JVM使用的其他处理器寄存器。检查生成的程序集后，看起来性能提升主要来自使用64位寄存器的可能性，这可以简化长时间的操作。可以在Wiki页面下找到任何其他更改。如果要在计算机上运行此程序，则可以在我的GitHub上找到所有基准测试– https://github.com/jkubrynski/benchmarks_arch

结论

在整个IT世界中，我们不能简单地回答-“是的，您应该始终使用** bits JVM”。这在很大程度上取决于您的应用程序特征。如我们所见，32位和64位体系结构之间存在许多差异。即使长期相关操作的JIT性能提高了几百个百分点，我们也可以看到，经过测试的批处理进程在32位JVM上更早完成。结论–没有简单的答案。您应该始终检查哪种架构更适合您的要求。

非常感谢Wojtek Kudla审阅本文并执行其他测试:)