Java 9:AES-GCM性能

我运行了一个简单的测试，通过在循环中加密字节缓冲区来测量Java9中的性能。结果有些混乱。本机（硬件）加速似乎可行，但并不总是如此。更具体地说

在循环中加密1MB缓冲区时，前50秒的速度约为60 MB/秒。然后它跳到1100 MB/秒，并保持不变。JVM是否决定在50秒（或3GB数据）后激活硬件加速？可以配置吗？ 我在哪里可以阅读有关新的AES-GCM实施（）的信息

加密100MB缓冲区时，硬件加速根本不起作用。速度为60 MB/秒 我的测试代码如下所示：

int plen = 1024*1024;
byte[] input = new byte[plen];
for (int i=0; i < input.length; i++) { input[i] = (byte)i;}
byte[] nonce = new byte[12];
...
// Uses SunJCE provider
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/GCM/NoPadding");
byte[] key_code = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15};
SecretKey key = new SecretKeySpec(key_code, "AES");
SecureRandom random = new SecureRandom();

long total = 0;
while (true) {
  random.nextBytes(nonce);
  GCMParameterSpec spec = new GCMParameterSpec(GCM_TAG_LENGTH * 8, nonce);
  cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, spec);
  byte[] cipherText = cipher.doFinal(input);
  total += plen;
  // print delta_total/delta_time, once in a while
}

intplen=1024*1024；
字节[]输入=新字节[plen]；
对于（inti=0；i

2019年2月更新：HotSpot已被修改以解决此问题。该修复程序在Java13中应用，并向后移植到Java11和Java12

,

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2019年7月16日更新：新发布的Java版本（Java 11.0.4）修复了此问题。

感谢@Holger指出了正确的方向。使用多个

cipher.update

调用预结束

cipher.doFinal

，将几乎立即触发硬件加速

基于此参考，我在每次更新中使用4KB块。现在1MB和100MB缓冲区都以1100 MB/sec的速度加密（几十毫秒后）

解决办法是替换

byte[] cipherText = cipher.doFinal(input);

与

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关于这个问题的一些更新

3月下旬发布的Java10也有同样的问题，可以通过相同的解决方法绕过这个问题-仅用于数据加密

该解决方案基本上不适用于数据解密——在Java 9和Java 10中都是如此

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我已经向Java平台提交了一份bug报告。这个问题在Java13中得到了修复。该修复程序还向后移植到Java11和Java12

,，

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2019年7月16日发布的Java版本（Java 11.0.4）解决了这个问题。

我认为您应该阅读并应用其中介绍的技术。你可能会对你所测量的东西有更好的了解。例如，您应该在基准测试中包括一个预热阶段。您看到的情况可能是因为JIT编译器在50秒后启动并优化代码。看来调用的数量对优化触发器很重要，当然，考虑到相同的时间，处理大量小缓冲区意味着比处理几个大缓冲区更多的调用。注意处理一个大的缓冲区的可能性，反复调用

update

来处理一小部分缓冲区，最后调用

doFinal

来处理最后一块缓冲区…@Lii你是对的，热身很可能会有帮助，但这不是微基准，这需要相当长的时间，而且应该会更好。@Eugene这不是关于选择不同的分支。我尝试了不同的缓冲区大小和不同的缓冲区大小。您可以在一秒钟内预热代码，方法是使用一个很小的缓冲区频繁地执行代码以获得优化，然后使用一个巨大的缓冲区调用相同的代码，仍然可以从已经应用的优化中获益。这表明重要的只是调用的数量。当您通过重复执行

update

操作，然后执行

doFinal

，重构代码以始终处理缓冲区的一小部分时，缓冲区的总大小变得无关紧要…@gg123这应该作为错误报告。巨大区块的加密应该自动拆分，对于解密，应该找到一些解决方案。Apache PArquet团队开始讨论OpenJDK列表：

int clen = plen + GCM_TAG_LENGTH;
byte[] cipherText = new byte[clen];

int chunkLen = 4 * 1024;
int left = plen;
int inputOffset = 0;
int outputOffset = 0;

while (left > chunkLen) {
  int written = cipher.update(input, inputOffset, chunkLen, cipherText, outputOffset);
  inputOffset += chunkLen;
  outputOffset += written;
  left -= chunkLen;
}

cipher.doFinal(input, inputOffset, left, cipherText, outputOffset);