java虚拟机——即时编译器和解释器

Posted 2021-04-26 懵懂少年songyou

java虚拟机讲解第八篇

1、讲解内容逻辑梳理图：

逻辑图为百度脑图，以下为原图连接：http://naotu.baidu.com/file/17c1cd2e634918a57df6a0ec9d983317?token=7743a63b2c17f937

2、内容详细讲解：

2.1、即时编译器：程序在运行过程中虚拟机将“热点代码”编译成本地代码，提高后续的执行效率。触发条件：被多次调用的方法和被多次执行的循环体。

2.1.1、基于采样的热点探测：优点：实现简单、高效，缺点：很难精准的确认一个方法的热度，容易受到线程阻塞和外界因素影响。

2.1.2、基于计数器的热点探测：为每个方法建立计数器，Hotspot采用此方法。

a）、方法调用计数器：当方法调用超过阀值（client模式为1500次、server模式为10000次）就会触发JIT编译。当一段时间内计数器值不足以提交给即时编译器，则在垃圾回收时进行计数器减半操作，此过程为计数器热度的衰减。

b）、回边计数器：统计方法体中循环代码执行的次数，没有热度衰减的过程。

2.2、即时编译器的优化技术：

a）、语言无关的经典优化技术之一：公共子表达式消除。

b）、语言相关的经典优化技术之一：数组范围查找消除。

c）、重重要的优化技术之一：方法内联。

d）、最前沿的优化技术之一：逃逸分析。

2.2.1、公共子表达式消除：如果一个表达式E已经计算过了，并且从先前的计算到现在E中所有的变量值没有发生过变化，那么E的这次出现就成为了公共子表达式。

2.2.2、数组范围查找消除：如果数组的下表为数字（foo[3]），在编译期根据数据流分析确定foo.length的值，并且判断出3小于该长度，则执行期可消除判断。循环中访问数组，如根据数据流分析确定循环变量的取值范围在[0,foo.length]区间，则执行期间可消除数组上下界的检查。

2.2.3、方法内联：一可以消除方法调用的成本，二为其他的优化手段建立基础。方法内联即将目标方法体的执行代码复制到调用方的方法中，编译器在进行内联时，如果为虚方法（私有方法、实例构造器、父类方法、invokestatic指令调用的静态方法）可直接进行内联，如果为非虚方法，则需要通过CHA（类型继承关系分析）来确定方法有多个实现版本，如果只有一个则可进行内联，该内联方式属于激进优化，会预留逃生门。后续如发现有多个实现版本方法，则抛弃已编译的代码，退回到解释执行，或进行重新编译。

2.2.4、逃逸分析：分析对象的动态作用域，如一个对象在方法中定义后，通过调用参数传递到其他方法中，则为方法逃逸。通过赋值给类变量或在其他线程中访问的实例变量，则为线程逃逸。

当确定一个对象不会逃逸到方法或线程之外时，可进行一些高效优化：

a）、栈上分配：当确定对象不会逃逸时，可将对象分配到栈空间内，对象所占用的内存空间会随着栈帧出栈而销毁，减小垃圾收集的压力。

b）、同步消除：当逃逸分析确定一个变量不会被多个线程同时访问时，对这个变量实施的同步就可以消除掉。

c）、标量替换：标量为无法在分解为更小的数据来表示，如基本类型及reference。数据可以继续分解的为聚合量，如对象。将Java对象拆散，根据程序的访问，将使用到的成员变量恢复为基本类型来访问即为标量替换。

往期回顾：

8）、java虚拟机——即时编译器和解释器（图文方式讲解即时编译器和解释器的工作内容）

9）、java虚拟机——内存模型和线程（图文方式讲解内存模型和线程内容）

10）、java虚拟机——线程安全与锁优化（图文方式讲解线程安全及锁优化内容）