优化Java对象以提高CPU缓存线效率

我正在写一个图书馆，其中：

• 它需要在各种不同的平台上运行（常见的情况可能是在使用Windows或Linux的英特尔64位计算机上运行OpenJDK或Oracle Java）
• 实现高性能是一个优先事项，因为我关心对象访问中的CPU缓存线效率
• 在某些区域，将遍历/处理相当大的小型对象图形（比如1GB左右）
• 主要工作负载几乎完全是阅读
• 读取将分散在对象图上，但不是完全随机的（即，将有显著的热点，偶尔读取不太频繁访问的区域）
• 多个线程将同时访问对象图（但不修改）。假设不会发生并发修改，则不存在锁定

设计小型对象是否有一些经验法则/指南，以便在这种环境中有效地利用CPU缓存线

我特别感兴趣的是正确地调整对象的大小和结构，以使最常访问的字段适合第一个缓存线等

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注意：我完全知道这取决于实现，我需要对其进行基准测试，以及过早优化的一般风险。无需再浪费带宽指出这一点。：-）

提高缓存线效率的第一步是提供引用位置（即保持数据彼此接近）。这在JAVA中很难做到，因为JAVA中几乎所有的内容都是通过引用进行系统分配和访问的

为避免引用，以下内容可能很明显：

将非引用类型（即int、char等）作为字段 物体

将对象保持在数组中

保持你的物品小

在处理单个对象和遍历对象图中的对象引用时，这些规则至少可以确保某些引用位置

另一种方法可能是根本不使用对象来处理数据，而是为每个项使用全局非ref类型的数组（大小相同），这些项通常是类中的字段，然后通过这些数组中的公共索引来标识每个实例

然后，为了优化阵列或其块的大小，您必须知道MMU特性（页面/缓存大小、缓存线数量等）。我不知道JAVA是否在系统或运行时类中提供了这些信息，但您可以在启动时将这些信息作为系统属性传递

当然，这与您在JAVA中通常应该做的事情完全是正交的：）

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致以最诚挚的问候

您可能需要有关CPU各种缓存的信息，您可以使用（当前支持Intel CPU）从Java访问它。这有助于开发缓存感知算法

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免责声明：lib的作者。

我很好奇在这个应用程序中使用Java的原理。在实现对所需数据布局的控制的过程中，每一步都将与该语言进行斗争。这种控制的程度将是微不足道的，例如在C++中。抱歉，我认为这是你必须放弃的野心。在以后的版本中（我不记得它是什么时候开始的），Hotspot会重新安排类的内部结构，以适合它认为最好的布局。@PatriciaShanahan我怀疑在任何语言中，尤其是在C++@Patricia中，这都是“微不足道的”实现。说得好。然而，由于其他原因（主要是可移植性、库、与现有应用程序的集成），我不得不使用JVM。因此，我正试图在这一约束范围内进行优化。还有C++，我确信我还是会为了不同的语言而战斗，只是因为不同的原因（复杂的对象图上的多线程GC）：-看看。遗憾的是，该网站无法在平板电脑上运行（仍在使用flash）。