JVM複習（晚期優化）

JVM複習（晚期優化）

一，晚期（運行期）優化

1.三種編譯器

• 前端編譯器：直接把.java文件轉變成.class文件
• 後端運行期編譯器（JIT）：把字節碼轉變成機器碼
• 靜態提前編譯器(AOT)：直接把.java文件編譯成本地機器碼

2.編譯器和解釋器

2.1編譯器

編譯器是將字節碼編譯爲機器碼，並存入code cache，下次遇到相同的代碼直接執行，無需重複編譯（根據平臺類型 生成特定的機器碼）

2.2解釋器

解釋器是將字節碼解釋爲針對所有平臺都適用的機器碼，下次遇到相同的字節碼仍會執行重複的解釋

2.3聯繫

所以，當程序需要迅速啓動和執行的時候，解釋器可以首先發揮作用，省去編譯時間，立即執行；程序運行之後，隨着時間的推移，編譯器逐漸發揮作用，把越來越多的代碼編譯成本地代碼之後，可以獲取更高的執行效率，當程序運行環境中內存資源限制較大時，可以使用解釋執行節約內存，反之可以使用編譯執行來提升效率

3.編譯對象和觸發條件

在運行過程中會被即時編譯器編譯的是熱點代碼：

• 被多次執行的方法
• 被多次執行的循環體

如何判斷是否是熱點代碼

• 基於採樣的熱點探測
• 基於計數器的熱點探測

3.1基於採樣的熱點探測

採用這種方法的虛擬機會週期性的檢查各個線程的棧頂，如果發現某個方法經常出現在棧頂，那這個方法就是熱點方法，基於採樣的熱點探測的好處就是實現簡單，高效，還可以很容易的獲取方法調用關係，缺點就是很難精確的確認一個方法的熱度，容易因爲受到線程阻塞或者別的外界因素的影響而擾亂熱點探測

3.2基於計數器的熱點探測

採用這種方法虛擬機會爲每個方法建立計數器，統計方法的執行次數，如果執行次數超過一定閥值就認爲他是熱點方法

1.方法調用計數器

方法調用計數器統計方法被調用的次數

2.回邊計數器

統計一個方法中循環體代碼執行的次數，在字節碼中遇到向後跳轉的指令稱爲回邊

4.編譯優化技術

方法內聯

方法內聯的主要目的；

• 去除方法調用的成本（建立棧楨）
• 爲其他優化建立良好的基礎，方法內聯膨脹後，可以便於在更大範圍上採用後續的優化手段，從而獲取更好的優化效果

公共字表達式清除

如果一個表達式E已經計算過了，並且從先前的計算到現在E中所有變量的值都沒有發生變化，那麼E的這次出現就成爲了公共子表達式。對於這種表達式，沒有必要花時間再對它進行計算，只需要直接用前面計算過的表達式結果代替E就可以了

逃逸分析

逃逸分析的基本行爲就是分析對象動態作用域：當一個對象在方法中被定義後，他可能被外部方法所引用，例如作爲調用參數傳遞到其他方法中，稱爲方法逃逸。甚至還有可能被外部線程訪問到，譬如賦值給類變量或可以在其他線程中訪問的實例變量，稱爲線程逃逸

如果能證明一個對象不會逃逸到方法或線程之外，也就是別的方法或線程無法通過任何途徑訪問到這個對象，則可能爲這個變量進行一些高效的優化

• 棧上分配

  如果確定一個對象不會逃逸出方法之外，那讓這個對象在棧上分配內存，對象分配的內存空間可以隨棧楨出棧而銷燬

• 同步消除

  線程同步本身是一個相對耗時的過程，如果逃逸分析確定一個變量不會逃逸出線程，無法被其他線程訪問，那這個變量的肯定沒有讀寫競爭，對於這個變量可是實施同步消除

• 標量替換

  如果逃逸分析證明一個對象不會被外部訪問，並且這個對象可以被拆散的話，那程序真正執行的時候將可能不創建這個對象，而改爲直接創建他的若干個被這個方法使用的成員變量來代替