JIT基本原理


JIT简介


JVM自动监控这所有方法的执行,如果某个方法是热点方法,JVM就计划把该方法的字节码代码编译成本地机器代码,同时还会在后续的执行过程中进行可能的更深层次的优化,编译成机器代码的过程是在独立线程中执行的,不会影响程序的执行;除次以外,JVM还对热点方法和很小的方法内联到调用方的方法中,减少方法栈的创建。这些就是JIT(just in time 即时编译器)。

JIT的功能能显著提升java程序的性能,尤其是编译为本地代码和内联功能。内联需要方法比较小,也就是说写代码时就尽量把方法写得更小,让方法的复用度更高,复用的越多,就越可能被编译为本地代码。高性能的框架和类库针对JVM的JIT功能进行优化是非常有必要的,JVM提供的调试输出参数和JITWatch这样友好的工具能大大帮助我们快速的发现和定位需要优化的代码,大大提升了效率。

通过在虚拟机中引入了JIT编译器(即时编译器),当虚拟机发现某个方法或代码块运行特别频繁时,就会把这些代码认定为“Hot Spot Code”(热点代码),为了提高热点代码的执行效率,在运行时,虚拟机将会把这些代码编译成与本地平台相关的机器码,并进行各层次的优化,完成这项任务的正是JIT编译器。 在某些情况下,调整好的最佳化 JVM 效能可能超过手工的 C++ 或 C。

现在主流的商用虚拟机(如Sun HotSpot、IBM J9)中几乎都同时包含解释器和编译器。当程序需要迅速启动和执行时,解释器可以首先发挥作用,省去编译的时间,立即执行;当程序运行后,随着时间的推移,编译器逐渐会返回作用,把越来越多的代码编译成本地代码后,可以获取更高的执行效率。解释执行可以节约内存,而编译执行可以提升效率。


执行模式


  • client(即C1):只做少量性能开销比高的优化,占用内存少,适用于桌面程序。
  • server(即C2):进行了大量优化,占用内存多,适用于服务端程序。会收集大量的运行时信息。

注意:

  • 32为机器默认选择C1,可在启动时添加-client或-server来指定,64位机器若CPU>2且物理内存>2G则默认为C2,否则为C1
  • Hotspot JVM执行代码的机制:对在执行过程中执行频率高的代码进行编译,对执行频率不高的代码继续解释执行

client模式


方法内联

简单介绍一下client模式中的方法内联,方法内联有如下优点:

  • 优化系列中最一开始使用的方式(因为是很多其他优化手段的基础)
  • 消除方法调用的成本(建立栈帧、避免参数传递、避免返回值传递、避免跳转)

内联之前

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static class B{
int value;
final int get() {
return value;
}
}

public void foo() {
y = b.get();
z = b.get();
sum = y + z;
}

内联之后

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

参考博客