深入理解JVM--Java程序如何在虚拟机中运行

Java 虚拟机将运行时内存区域划分为五个部分,分别为方法区、堆、PC 寄存器、Java 方法栈和本 地方法栈。Java 程序编译而成的 class 文件,需要先加载至方法区中,方能在 Java 虚拟机中运行。

JVM将字节码编译成机器码有两种方式:第一种是解释执行,即逐条将字节码翻译成机器码并 执行;第二种是即时编译(Just-In-Time compilation,JIT),即将一个方法中包含的所有字节码编 译成机器码后再执行。

为了提高运行效率,标准 JDK 中的 HotSpot 虚拟机采用的是一种混合执行的策略。它会解释执行 Java 字节码,然后会将其中反复执行的热点代码,以方法为单位进行即时编译,翻译成机器码后直接运行在底层硬件之上。

在即时编译中,为了满足不同用户场景的需要,HotSpot 内置了多个即时编译器:C1、C2 和 Graal。Graal 是 Java  10 正式引入的实验性即时编译器。之所以引入多个即时编译器,是为了在编译时间和生成代码的执行效率之间进行取舍。C1 又叫做 Client 编译器,面向的是对启动性能有要求的客户端 GUI 程序,采用的优化手段相对简单,因此编 译时间较短。 C2 又叫做 Server 编译器,面向的是对峰值性能有要求的服务器端程序,采用的优化手段相对复 杂,因此编译时间较长,但同时生成代码的执行效率较高。

从 Java 7 开始,HotSpot 默认采用分层编译的方式:热点方法首先会被 C1 编译,而后热点方法中 的热点会进一步被 C2 编译。 为了不干扰应用的正常运行,HotSpot 的即时编译是放在额外的编译线程中进行的。HotSpot 会根 据 CPU 的数量设置编译线程的数目,并且按 1:2 的比例配置给 C1 及 C2 编译器。

 

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