編譯器優化機制詳解
1 字節碼是如何執行的？
主要包含解釋執行（由解釋器一行一行翻譯執行）和編譯執行（將字節碼編譯成機器碼，直接執行機器碼）。
- 解釋執行：優勢在於沒有編譯的等待時間，性能相對編譯執行差。
- 編譯執行：運行效率高，比解釋執行快一個數量級；會帶來額外的開銷(CPU，內存)
查看和切換運行模式
>java -version
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.221-b11, mixed mode) // 混合模式
C:\Users\lizho>java -Xint -version
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.221-b11, interpreted mode)
-Xint // 解釋執行
-Xcomp // 編譯模式，不能編譯的解釋執行
-Xmixed // 混合模式
通常一開始使用解釋器解釋執行。當虛擬機發現某個方法或者代碼塊執行頻繁時，便判定這些代碼爲熱點代碼。爲了提高這部分代碼的執行效率，會採用即時編譯器JIT，將熱點代碼編譯成與本地平臺相關的機器碼，並進行分層優化。
2 Hotspot即時編譯
C1/C2編譯器
C1編譯器，是客戶端編譯器，簡單快速，主要關注局部的優化。適用於執行時間較短或對啓動性能有要求的程序。例如，GUI應用對界面啓動速度就有一定要求。
C2編譯器，是服務端編譯器，主要爲長期運行的服務器端應用程序做性能調優，適用於執行時間較長或對峯值性能有要求的程序。
分層編譯
Hotspot默認開啓分層編譯，分層編譯分爲5層。
- 解釋執行
- 簡單C1編譯：會用C1編譯器進行一些簡單的優化，不開啓 Profiling（JVM監控）。
- 受限的C1編譯:僅執行帶方法調用次數以及循環回邊執行次數Profiling的C1編譯
- 完全C1編譯:會執行帶有所有 Profiling的C1代碼
- C2編譯∶使用C2編譯器進行優化，該級別會啓用一些編譯耗時較長的優化，一些情況下會根據性能監控信息進行一些非常激進的性能優化
級別越高，應用啓動越慢，優化的開銷越高，峯值性能也越高。
# 只想開啓C2層，只能做到禁用中間編譯層（123層）
-XX:-TieredCompilation
# 只想開啓C1層，生效0和1層
-XX:-TieredCompilation -XX:TieredStopAtLevel=1
3 JVM如何找到熱點代碼？
基於採樣的熱點探測。通過採樣，不斷探測棧頂，發現哪個方法執行次數多；
基於計數器的熱點探測。統計方法的執行次數，由此判斷熱點方法。Hotspot使用計數器方法。
Hotspot內置兩類計數器
方法調用計數器（ Invocation Counter）
用於統計方法被調用的次數，在不開啓分層編譯的情況下，在C1編譯器下的默認閾值是1500次，在C2模式下是10000次。也可用-XX: CompileThreshold=X指定閾值。
方法調用計數器默認統計的是一個相對的執行頻率，即一段時間之內方法被調用的次數。如果超過時間限度，仍然不滿足編譯閾值，則計數器減少一半，這個過程稱爲計數器熱度衰減，這段時間稱爲半衰週期。
-XX:-UseCounterDecay 關閉熱度衰減，使計數器統計方法調用的絕對次數。只要時間夠長，大多數方法都會編譯成本地代碼。
-XX:CounterHalfLifeTime 設置半衰週期s。
【注意】JVM按照兩個計數器之和判斷是否需要編譯。
回邊計數器（ Back Edge Counter）
用於統計—個方法中循環體代碼執行的次數，在字節碼中遇到控制流向後跳轉的指令稱爲“回邊”（ Back Edge）。在不開啓分層編譯的情況下，C1編譯器下的默認閾值13995，C2默認爲10700，可使用-XX:OnStackReplacePercentage=X指定閾值
建立回邊計數器的主要目的是爲了觸發OSR（OnStackReplacement棧上替換）編譯（介紹略）。回邊計數器的流程圖跟上圖類似，不同的是向編譯器發起OSR請求。
當開啓了分層編譯，JVM會根據當前帶編譯的方法數以及編譯線程數動態調整閾值。上面的兩個參數失效。
JVM參數小結
