基于逃逸分析的android垃圾收集性能优化研究

发布时间：2021-03-31 19:40

本文提出了一种简单有效的基于逃逸分析的应用于android系统的垃圾收集算法。随着移动终端的普及,移动操作系统的性能,特别是android系统的性能,受到越来越多的关注,而垃圾收集是提升整体系统性能的瓶颈之一。逃逸分析是一种可以有效减少Java程序中的同步负载压力和内存堆分配压力数据流分析算法。本文通过应用逃逸分析于CyanogenMod系统判断对象是否逃逸出方法,从而避免对象的堆式分配,减少垃圾收集针对的对象,极大的减轻垃圾收集的压力,进而可以提升整体的性能。本文以传统的逃逸分析为框架,实现了一种控制流非敏感的,过程间的,上下文相关的全局数据流分析方法,即每一个对象动态归属于每一个栈帧,每一个栈帧有一个唯一编号,当方法(或者线程)所属的栈帧退出时,对比其所属的栈帧号码与对象的唯一编号,从而确定对象是否逃逸出方法(或者线程)。我们更改了虚拟机系统的对象分配、方法返回、基本垃圾收集算法的结构来实现我们的算法。实验结果显示,通过这种结合逃逸分析的新的垃圾收集算法,可以使得不同的android应用在运行过程中的性能提升4%到24%,在超过60%的测试用例中,可以判定为非逃逸对象比例为20%,即可进行栈式分配的比例。除此之外,文中使用了一种简单有效的标记方法来使得垃圾收集过程中忽略这些可以进行栈式分配的对象,结果表明,垃圾收集所带来的暂停时间减少了14%到56%。结果表明,应用逃逸分析可以有效地减少对象堆式分配的比例,从而减轻垃圾收集的压力来提高整体的系统性能。
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP316;TP302.7

文章目录

摘要

Abstract

第1章绪论

1.1 研究目的和意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 垃圾收集研究现状

1.2.2 逃逸分析研究现状

1.2.3 对象内存空间管理优化应用

1.2.4 分析优化框架

1.3 本文的研究内容

1.4 论文组织

第2章垃圾收集策略

2.1 垃圾收集的意义

2.2 引用计数算法

2.2.1 引用计数算法原理

2.2.2 引用计数算法的优缺点

2.3 标记清除算法

2.3.1 标记清除算法原理

2.3.2 标记清除算法的优缺点

2.4 节点复制算法

2.4.1 节点复制算法原理

2.4.2 节点复制算法的优缺点

2.5 标记缩并算法

2.5.1 标记缩并算法原理

2.5.2 标记缩并算法的优缺点

第3章逃逸分析

3.1 逃逸分析的意义

3.2 逃逸分析的框架

3.2.1 对象的逃逸

3.2.2 连接图的抽象

3.2.3 逃逸分析的基本思想

3.3 过程内分析

3.4 过程间分析

3.4.1 方法入.处的操作

3.4.2 方法退出时的操作

3.4.3 程序调用之前和程序调用之后的操作

第4章逃逸分析的实现与实验结果

4.1 与传统方法的不同

4.2 算法描述

4.2.1 一个例子

4.2.2 算法小结

4.3 算法的实现

4.3.1 数据结构和改变

4.3.2 解释器产生的静态引用

4.3.3 多线程与本地代码

4.3.4 一个优化措施

4.4 实验及结果分析

4.4.1 收集的对象

4.4.2 等价集合的大小与生命周期

4.4.3 在多线程下的表现

4.4.4 性能与开销

4.4.5 大型程序下的情况

结论

参考文献

攻读学位期间发表论文与研究成果清单

致谢

【参考文献】