HotSpot的 C1 和 C2 编译器

叁歲伎倆 2022-08-29 15:55 163阅读 0赞

# 一 HotSpot VM 设置程序执行方法 #

缺省情况下 HotSpot VM 是采用解释器与即时编译器并存的架构，当然开发人员可以根据具体的应用场景，通过命令显式地为 Java 虚拟机指定在运行时到底是完全采用解释器执行，还是完全采用即时编译器执行。

*  \-Xint：完全采用解释器模式执行程序
 *  \-Xcomp：完全采用即时编译器模式执行程序。如果即时编译出现问题，解释器会介入执行。
 *  \-Xmixed：采用解释器+即时编译器的混合模式共同执行程序。

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#  二 HotSpot VM中 JIT 分类 #

JIT 的编译器还分为了两种，分别是 C1 和 C2 ，在 HotSpot VM 中内嵌有两个 JIT 编译器，分别为 Client Compiler 和 Server Compiler，但大多数情况下我们简称为 C1 编译器 和 C2 编译器。开发人员可以通过如下命令显式指定 Java 虚拟机在运行时到底使用哪一种即时编译器。

> \-client：指定 Java 虚拟机运行在 Client 模式下，并使用 C1 编译器；
> 
>   C1 编译器会对字节码进行简单和可靠的优化，耗时短。以达到更快的编译速度。
> 
> \-server：指定 Jav a虚拟机运行在 Server 模式下，并使用 C2 编译器。
> 
>   C2 进行耗时较长的优化，以及激进优化。但优化的代码执行效率更高。（使用C++）

# 三 C1 和 C2 编译器不同的优化策略 #

在不同的编译器上有不同的优化策略，C1 编译器上主要有方法内联，去虚拟化、冗余消除。

*  方法内联：将引用的函数代码编译到引用点处，这样可以减少栈帧的生成，减少参数传递以及跳转过程。
 *  去虚拟化：对唯一的实现类进行内联。
 *  冗余消除：在运行期间把一些不会执行的代码折叠掉。

C2 的优化主要是在全局层面，逃逸分析是优化的基础。基于逃逸分析在 C2 上有如下几种优化：

*  标量替换：用标量值代替聚合对象的属性值。
 *  栈上分配：对于未逃逸的对象分配对象在栈而不是堆。
 *  同步消除：清除同步操作，通常指 synchronized

# 四 分层编译策略——JVM C1 和 C2 都是会用到的 #

分层编译（Tiered Compilation）策略：程序解释执行（不开启性能监控）可以触发 C1 编译，将字节码编译成机器码，可以进行简单优化，也可以加上性能监控，C2 编译会根据性能监控信息进行激进优化。

不过在 Java7 版本之后，一旦开发人员在程序中显式指定命令“-server"时，默认将会开启分层编译策略，由 C1 编译器和 C2 编译器相互协作共同来执行编译任务。

# 五 总结 #

一般来讲，JIT 编译出来的机器码性能比解释器高。

C2 编译器启动时长比 C1 慢，系统稳定执行以后，C2 编译器执行速度远快于 C1 编译器。

# 六 实战——测试解释器模式和 JIT 编译模式 #

## 1 代码 ##

/**
    * 测试解释器模式和 JIT 编译模式
    * -Xint  : 8493ms
    * -Xcomp : 986ms
    * -Xmixed : 827ms
    */
    public class IntCompTest {
        public static void main(String[] args) {
            long start = System.currentTimeMillis();
            testPrimeNumber(1000000);
            long end = System.currentTimeMillis();
            System.out.println("花费的时间为：" + (end - start));
        }
    
    
        public static void testPrimeNumber(int count) {
            for (int i = 0; i < count; i++) {
                //计算100以内的质数
                label:
                for (int j = 2; j <= 100; j++) {
                    for (int k = 2; k <= Math.sqrt(j); k++) {
                        if (j % k == 0) {
                            continue label;
                        }
                    }
                    //System.out.println(j);
                }
            }
        }
    }

## 2 测试 ##

> \* -Xint  : 8493ms
> 
> \* -Xcomp : 986ms
> 
> \* -Xmixed : 827ms

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