[发明专利]一种基于SIMD提高JVM性能的方法

说明书

本发明涉及Java虚拟机技术领域，具体公开了一种基于SIMD提高JVM性能的方法，包括以下步骤：获取Java代码中的循环逻辑指令，处理编译后的循环逻辑指令，得到SIMD指令集；解析Java指令中的循环逻辑运算操作，得到汇编指令；将汇编指令通过SIMD指令集发送给CPU；获取CPU通过SIMD运算后返回的计算结果。本发明将常用的数据循环逻辑运算操作解析成SIMD指令集，基于SIMD指令集以执行一次操作的方式将所有的数据一次性装载到CPU中，从而提高了数据运算效率，避免CPU重复执行简单的工作，节约了CPU的处理性能，提高了Java虚拟机的运行效率。

技术领域

本发明具体涉及Java虚拟机技术领域，具体是一种基于SIMD提高JVM性能的方法。

背景技术

计算机程序需要编译成指令才能让CPU识别并执行运算。所以，CPU指令处理数据的能力是衡量CPU性能的重要指标。为了提高CPU指令处理数据的能力，半导体厂商在CPU中推出了一些可以同时并行处理多个数据的指令——SIMD指令。

SIMD的全称是Single Instruction Multiple Data，中文名“单指令多数据”，顾名思义，一条指令处理多个数据；以加法指令为例，单指令单数据(SISD)的CPU对加法指令译码后，执行部件先访问内存，取得第一个操作数；之后再一次访问内存，取得第二个操作数；随后才能进行求和运算。而在SIMD型的CPU中，指令译码后几个执行部件同时访问内存，一次性获得所有操作数进行运算，这个特点使SIMD特别适合于多媒体应用等数据密集型运算。

JVM是Java Virtual Machine(Java虚拟机)的缩写，JVM是一种用于计算设备的规范，它是一个虚构出来的计算机，是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。引入Java语言虚拟机后，Java语言在不同平台上运行时不需要重新编译。Java语言使用Java虚拟机屏蔽了与具体平台相关的信息，使得Java语言编译程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码(字节码)，就可以在多种平台上不加修改地运行。

现有技术中在进行Java虚拟机运行时，针对循环代码往往循环大量次数之后才把这段代码执行完成，每次循环都是做简单又重复的工作，浪费CPU的处理能力，导致了Java虚拟机的运行效率低下。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于SIMD提高JVM性能的方法，以解决上述背景技术中提出的现有技术中在进行Java虚拟机运行时，针对循环代码往往循环大量次数之后才把这段代码执行完成，每次循环都是做简单又重复的工作，浪费CPU的处理能力，导致了Java虚拟机的运行效率低下的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于SIMD提高JVM性能的方法，包括以下步骤：

S10、获取Java代码中的循环逻辑指令，处理编译后的循环逻辑指令，得到SIMD指令集；

S20、解析Java指令中的循环逻辑运算操作，得到汇编指令；

S30、将汇编指令通过SIMD指令集发送给CPU；

S40、获取CPU通过SIMD运算后返回的计算结果。

JVM(Java虚拟机)是一种二进制字节码的运行环境，负责装载字节码到其内部，解释/编译成对应平台(unix、windows等)的机器指令执行，Java虚拟机包括JVM运行时数据区和解析JVM运行时数据区，所述解析JVM运行时数据区包括方法区、Java堆、程序计数器和Java虚拟机栈，其中：

方法区：方法区是所有线程共享的内存区域，它用于存储已被Java虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据；方法区又称非堆，当方法区无法满足内存分配需求时，抛出OutOfMemoryError异常；