JVM深入学习笔记二：Java JIT编译

我不是女神ヾ 2022-08-12 17:59 241阅读 0赞

JIT是java虚拟机把热点字节码编译成机器码的技术。

解释执行，在当运行次数比较少的时候能够省去编译的操作直接运行字节码。  另外解释更加的节约内存。

而编译为机器码则可以获得更高的效率。

因为各有好处，HotSpot使用了共存的机制，可以使用-Xint强制使用解释模式或者是-Xcomp 编译模式。

此外HotSpot提供了两种编译器Client Compile和Server Compiler,分别针对于更快的编译速度和更好的编译效果。使用-client或者-server参数指定

在这种共存模式下HotSpot使用分层编译的概念，

0：解释执行，不开启性能监控，

1：也成为C1编译，字节码便以为机器码，简单优化，加入必要的性能监控逻辑

2：C2编译， 加入更多的优化。

**如何判断热点**

HotSpot会对调用多次的方法和执行多次的循环体作为热点，然后便以为本地机器码。

判断的算法使用基于计数器的热点探测。

在执行的时候给方法加入调用计数器和回边计数器，如果超过阈值则触发JIT，  用-XX:ComplileThreshold来指定阈值。

热度衰减，  多长时间内没有调用方法则计数器减半的方式，  -XX:-UseCounterDecay 关闭   -XX:CounterHalfLifeTime设置周期

编译行为做了什么

C1， 三段式编译

1. 字节码  ->  方法内联、常量传播等优化  -> HIR  一种高级中间码，为了更好的优化

2. HIR       -> 空置检查清除等                     -> LIR 低级中间码

3. LIR       -> 分配寄存器， 做窥孔优化(一种小范围优化，通常是根据CPU指令集进行一些优化，比如重排命令顺序等)  -> 本地机器码

C2  的优化就非常多了。

**查看JIT执行情况**

public class TestJit {
    	public static final int TIMES = 15000;
    	public static int doubleValue(int i){
    		return i * 2;
    	}
    	
    	public static long calcSum(){
    		long sum = 0;
    		for (int i = 0; i < 100; i++) {
    			sum += doubleValue(i);
    		}
    		
    		return sum;
    	}
    	
    	public static void main(String[] args) {
    		for (int i = 0; i < TIMES; i++) {
    			calcSum();
    		}
    	}
    }

calcSum和doubleValue都被执行了很多次，应该执行JIT。

main中的循环执行了很多次，应该执行JIT，

运行的时候加入-XX:+PrintCompilation参数查看执行了JIT的方法:

43   3       com.prince.jvmtest.TestJit::doubleValue (4 bytes)
         43   4       com.prince.jvmtest.TestJit::calcSum (26 bytes)
         46   1%      com.prince.jvmtest.TestJit::main @ 5 (20 bytes)

带%号的就是栈替换编译OSR。

出了打印这些信息外，还能够打印方法内联，字节码生成等等的信息但是需要debug版本的JDK了，这个以后有时间了再看。

debug版本JD可下载地址：https://jdk6.java.net/download.html

**各种优化技术**

public class TestJit {
    	public void foo(){
    		B b = new B();
    		int y = b.get();
    		int z = b.get();
    		int add = y + z;
    	}
    }
    
    class B{
    	public int value;
    	final int get(){
    		return value;
    	}
    }

这一段会执行如下的优化：

1. 方法内联

减少方法调用，内联为更大的方法之后可以适用于其他的优化方式，因此会处于编译器比较靠前的位置

把b.get(),转化为b.value

final ,private,static的可以内联优化。

另外因为Java主张面向对象的方式编程，大部分方法都是虚方法，对于虚方法就要确定可以使用的真实代码的份数，如果只有一个那么也是可以内联的。

2. 去掉冗余 y = b.get()与z = b.get()重复了，会转化为z=y,然后add=y+z直接就回替换为add=y+y,在删除z=y.

int sum = (b * c) * 12 + a + (a + b * c)

3. 表达式简化。会被优化为 (b \* c) \* 13 + a \* 2

4. 数组越界检查清除。    比如a\[3\]是个固定的值，而在流分析中能够知道a的长度是大于3的，这样的话就不会加上边界检查。

逃逸分析。         辅助别的优化技术的技术。   当一个对象定义后可能作为参数传给其他的方法，或者是作为构造器参数传给别的类甚至线程，这成为可逃逸的。

对于不可逃逸的就可以进行下列优化了