JVM编译优化

参考文章：

• 方法内联： https://www.toutiao.com/a6530421233337500164/?tt_from=weixin&utm_campaign=client_share×tamp=1520505006&app=news_article&utm_source=weixin&iid=27056549301&utm_medium=toutiao_ios&wxshare_count=1
• 整体描述： https://blog.csdn.net/qq_16681169/article/details/72945113
• 标量替换： https://blog.csdn.net/qiang_zi_/article/details/100147613
•  

虚拟机会用即时编译器把运行频繁的热点代码变成机器码，并做相应优化。

 

1 解释器和编译器的优点

解释器优点：

程序启动快，占用内存小，编译失败时还能逆优化恢复到解析状态

 

编译器优点：

运行时可探测热点代码，并把字节码编译成本地机器码，这样程序执行效率更高

 

2 在什么情况下才会被判定为热点代码？需要编译成机器码了？

JVM启动的时候只有解释器进行解析，启动完之后会根据运行状态，然后依据运行模式（client、server模式，默认服务端默认都用server模式）来进行运行时编译。

 

如何判断为热点代码（多次调用的方法/循环体）

- 基于采样热点探测：

经常出现在栈顶，可判断为热点代码，但对于循环体不好判断

 

- 基于计数器热点探测（Hotspot就是用这种）：

对调用次数加一个计数器，调用方法（用 方法调用计数器）/循环体（应用 回边计数器）此次到达上限，就会被编译成机器码。

备注：上面在没编译完成之前，都是用解析器执行字节码来运行程序，并且有些代码编译不成功就会退回用解释器解析。

 

 

 

3 下面说下不同模式下编译器做的优化

3.1 Client模式（C1编译器）优化

只针对耗时较高的做优化，占内存小，主要有方法内联、去虚拟化、冗余消除等，做的局部优化

 

1 方法内联

多方法调用，参数传来传去，还要压栈弹栈，这收他就把被调用的方法复制出来，避免频繁弹栈出栈，例子如下：

=========================

int a(int val) {

    return val + b(val);

}

int b(int val) {

    return val * val;

}

优化后如下：

int a(int val) {

    return val + val * val;

}

=========================

其阈值设置参数如下：

-XX:CompileThreshold

-- client，默认为1500；

-- server，默认为10000；

 

优化参数建议：

针对热点方法，想要通过JIT内联优化来提升性能的建议

1. 更小的方法体，JVM总是偏好更小的方法。

2. 尽量使用final、private、static修饰符，避免因为继承而需要额外的类型检查

3. 使用+PrintInlining参数校验效果

 

 

2 去虚拟化

装在.class的时候，发现类只有一个实现类，那调用该类实现类的方法时，就直接进行内联（对，就是1 的内联 (╬▔皿▔)凸）来优化

 

3 冗余消除

编译时把多余无用代码折叠或消除

 

3.2 Server模式（C2编译器）优化

占用内存多，大量优化，适合服务端，其优化有无用代码消除、循环展开、循环表达式外提、消除公共子表达式、常量传播、基本块冲排序等，并且会做C1编译器相关的优化

 

1 逃逸分析

C2优化的基础，根据运行状态来判断方法中的变量是否会被外部读取，如不会则认为此变量是不会逃逸的，那么在编译时会做标量替换、栈上分配和同步消除等优化。

- 方法逃逸：当前对象被外部方法引用

- 线程逃逸：当前对象被外部线程访问

 

1.1 标量替换

替换为标量（基本的数据类型如int、long），通过标量替换将该对象分解，并在栈上分配内存

 

1.2 栈上分配

直接在栈上创建实例，而不用去堆上创建，这样分配速度快，回收方便

 

1.3 同步消除

如果发现对象不存在竞争，就会把他的锁标识消除，这样读写就不会有竞争

 

4 编译期优化（早期优化）

优化语法糖，比如（不止三种）：

1 泛型：编译完成后替换为原生类型

 

2 条件编译：比如发现必传什么值，就会把他预先处理好，如下：

if (false) {

    //xxxx

}

-- 比如上面发现if里面必为false，就会直接消除掉这个代码

 

3 自动装箱/拆箱：会转为基本数据类型

 

5 运行时优化（晚期优化）

Hotspot采用解析器和编译器并行策略，具体优化如下：

 

1 公共字表达式消除

发现这个表达式上面已经计算过了，下面直接用上面的结果值就行了，无需再次计算

 

2 数组边界检查消除

发现代码肯定不会越界，那直接不检查边界

 

3 方法内联

 

4 逃逸分析

 

6 与C++比较

性能上比不过C++（因为他全是机器码），但是可以做监控、热点探测并且有选择性地优化代码