我看Java虚拟机（7）---解释器和JIT编译器

Java是被定为为解释性语言，JIT编译器并不是强制需要的，也并非所有的虚拟机都是用解释器+编译器的并存架构。但主流的商用虚拟机如Hotspot、J9等都采用这种并存的架构。

解释器和编译器比较

解释器优点：省去编译时间，启动速度快
编译器优点：对代码进行优化，执行效率高
两种方式的优点各为对方的缺点。即解释器的缺点是执行效率低下，编译器的缺点是启动速度慢。很容易理解。

Java虚拟机

由于Java虚拟机的平台无关性，它比C编译器多了一个字节码的步骤，所以会显得性能效率比较鸡肋。所以Java虚拟机采用这种解释器和编译器（两种模式：client（也叫c1）模式和server（c2）模式）并存的方式，对速度和效率做了一个trade off。
简单来讲，Java虚拟机就是将使用频率高的“热点代码”，触发即时编译器将其编译为本地代码，以后每次使用时直接调用本地代码。那么问题来了：

1. 怎么判定热点代码
2. 判定出来后怎么处理

热点代码的判定

目前主要有两种方式探测热点代码：
1. 基于采样的热点探测：虚拟机周期性检测各个线程的栈顶方法，若是某个方法经常出现，则判定该方法为热点代码。
优点：实现简单；
缺点：不精确，比如当某个线程处于线程阻塞时，会扰乱热点探测。
2. 基于计数器的热点探测：为每个方法建立计数器，统计执行次数，若超过一定阈（yu）值，则认为它是“热点方法”。
优点：精确；
缺点：实现复杂，要为每个方法维护计数器。

热点代码的处理

基于计数器的探测，它为每个方法准备了两个计数器：方法调用计数器和回边计数器。
这两个计数器都有各自的一个阈值，若超过阈值则触发JIT编译。

1. 方法调用计数器：用于统计该方法被调用的次数，c1模式下默认5000次，c2模式下10000次。执行过程如下：判断是否已存在编译版本，如已存在，则执行编译版本；否则，方法计数器+1，判断两个计数器之和（注意：是方法计数器和回边计数器的和）是否超过方法计数器阈值，超过则向编译器提交编译请求，然后和不超过阈值情况下的处理方式一样，仍旧解释执行该方法。
   PS：该计数器并不是绝对次数，而是相对的执行次数，即在一段时间内的执行次数，当超过一定的时间限度，若还是没有达到阈值，那么它的计数器会减少一半，此过程被称为热度衰减。
2. 回边计数器：用于统计方法中循环体代码的执行次数，字节码中遇到控制流向后跳转的指令称为“回边”。建立该计数器的目的就是为触发OSR（On StackReplacement）编译，即栈上替换。
   和方法计数器执行过程不同的是：当两个计数器之和超过阈值的时候，它向编译器提交OSR编译，并且调整回边计数器值，然后仍旧以解释方式执行下去。
   PS：该计数器是绝对次数，没有热度衰减。

其他编译优化技术

1. 公共子表达式消除：int d = (c * b) * 12 +(a + b * c)不优化时，b*c将会被计算两次，优化以后就相当于：

E = c * b;
int d = E * 12 + (a + E);

省去一次计算。
2. 数组边界检查消除
比如：前面代码使用过f[3]，并且判断了0<=3<=f.length，则下次使用f[3]时，判断可省略。
3. 方法内联：对于非虚方法就不讲了；对于Java的虚方法，方法内联就会出现问题，到底选择哪一个版本的实现，就是一个问题，Java虚拟机引入了一种名为“类型继承关系分析”（Class Hierarchy Analysis，CHA）的技术。 该方法检测出多个版本的实现时，它使用内联缓存，即，第一次调用发生时，记录该接收者信息，缓存该方法，下次发生调用时，比较接收者信息，相同则使用缓存中的方法，否则取消该内联缓存。
4.逃逸分析：分析对象的动态作用域，当一个对象在方法里被定义后，他可能被外部方法调用，这种行为被称为方法逃逸。甚至还可能被外部线程访问，这种行为被称为线程逃逸。 如果能保证一个对象不发生方法逃逸或线程逃逸，则就能对这个变量进行一些高校的优化，比如：栈上分配，同步消除，标量替换等。