JVM深入学习笔记二:Java JIT编译

2024-04-01 21:48

本文主要是介绍JVM深入学习笔记二:Java JIT编译,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

JIT是java虚拟机把热点字节码编译成机器码的技术。


解释执行,在当运行次数比较少的时候能够省去编译的操作直接运行字节码。  另外解释更加的节约内存。

而编译为机器码则可以获得更高的效率。

因为各有好处,HotSpot使用了共存的机制,可以使用-Xint强制使用解释模式或者是-Xcomp 编译模式。

此外HotSpot提供了两种编译器Client Compile和Server Compiler,分别针对于更快的编译速度和更好的编译效果。使用-client或者-server参数指定

在这种共存模式下HotSpot使用分层编译的概念,

0:解释执行,不开启性能监控,

1:也成为C1编译,字节码便以为机器码,简单优化,加入必要的性能监控逻辑

2:C2编译, 加入更多的优化。


如何判断热点

HotSpot会对调用多次的方法和执行多次的循环体作为热点,然后便以为本地机器码。  

判断的算法使用基于计数器的热点探测。

在执行的时候给方法加入调用计数器和回边计数器,如果超过阈值则触发JIT,  用-XX:ComplileThreshold来指定阈值。

热度衰减,  多长时间内没有调用方法则计数器减半的方式,  -XX:-UseCounterDecay 关闭   -XX:CounterHalfLifeTime设置周期


编译行为做了什么

C1, 三段式编译

1. 字节码  ->  方法内联、常量传播等优化  -> HIR  一种高级中间码,为了更好的优化

2. HIR       -> 空置检查清除等                     -> LIR 低级中间码

3. LIR       -> 分配寄存器, 做窥孔优化(一种小范围优化,通常是根据CPU指令集进行一些优化,比如重排命令顺序等)  -> 本地机器码

C2  的优化就非常多了。


查看JIT执行情况

public class TestJit {public static final int TIMES = 15000;public static int doubleValue(int i){return i * 2;}public static long calcSum(){long sum = 0;for (int i = 0; i < 100; i++) {sum += doubleValue(i);}return sum;}public static void main(String[] args) {for (int i = 0; i < TIMES; i++) {calcSum();}}
}

calcSum和doubleValue都被执行了很多次,应该执行JIT。

main中的循环执行了很多次,应该执行JIT,

运行的时候加入-XX:+PrintCompilation参数查看执行了JIT的方法:

     43   3       com.prince.jvmtest.TestJit::doubleValue (4 bytes)43   4       com.prince.jvmtest.TestJit::calcSum (26 bytes)46   1%      com.prince.jvmtest.TestJit::main @ 5 (20 bytes)
带%号的就是栈替换编译OSR。

出了打印这些信息外,还能够打印方法内联,字节码生成等等的信息但是需要debug版本的JDK了,这个以后有时间了再看。

debug版本JD可下载地址:https://jdk6.java.net/download.html


各种优化技术

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

这一段会执行如下的优化:

1. 方法内联

减少方法调用,内联为更大的方法之后可以适用于其他的优化方式,因此会处于编译器比较靠前的位置

把b.get(),转化为b.value

final ,private,static的可以内联优化。

另外因为Java主张面向对象的方式编程,大部分方法都是虚方法,对于虚方法就要确定可以使用的真实代码的份数,如果只有一个那么也是可以内联的。

2. 去掉冗余 y = b.get()与z = b.get()重复了,会转化为z=y,然后add=y+z直接就回替换为add=y+y,在删除z=y.

int sum = (b * c) * 12 + a + (a + b * c)

3. 表达式简化。会被优化为 (b * c) * 13 + a * 2

4. 数组越界检查清除。    比如a[3]是个固定的值,而在流分析中能够知道a的长度是大于3的,这样的话就不会加上边界检查。

逃逸分析。         辅助别的优化技术的技术。   当一个对象定义后可能作为参数传给其他的方法,或者是作为构造器参数传给别的类甚至线程,这成为可逃逸的。

对于不可逃逸的就可以进行下列优化了

5. 栈上分配,如果一个对象不可逃逸,那么放在栈上能够随着入栈出栈而自动清除就会减少系统回收的压力

6. 同步消除,如果能够证明其不会逃逸出一个线程,那个同步的代码可以被清除掉

7. 标量替换,不能分解的叫做标量,对象是聚合量,如果逃逸分析证明一个对象不会被外部访问,且这个对象可以被分解为标量,那么可能不创建这个对象,知识创建一些标量


Java的即时编译器与静态编译器的对比

1. 即时编译器运行于程序运行期间,因此会给程序运行带来压力,而静态编译器不会太考虑时间成本。

2. 因为java有很多运行期的动态机制,这使得虚拟机会做很多动态检查,比如数组越界,空指针等,如果没有写出明确的检查行为代码,编译器就会做优化,会耗费很多运行时间。因此我们写代码的时候要尽量自己把这些检查加进去

3. Java的多态很多,会加大方法内联的难度

4. 因为Java能够动态扩展,因此全局优化很难进行,即使进行了也要在运行时做出撤销或者重新优化的设计

5. Java在堆上分配对象,而C等语言可以对内存使用更加灵活。因此速度回慢一些。

这些问题都是Java为了提高开发效率而付出的代价。

另外Java有自己的优势。 JIT能够进行运行期性能监控为基础的优化措施,这是静态编译无法做到的。


这篇关于JVM深入学习笔记二:Java JIT编译的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/868224

相关文章

Java设计模式---迭代器模式(Iterator)解读

《Java设计模式---迭代器模式(Iterator)解读》:本文主要介绍Java设计模式---迭代器模式(Iterator),具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,... 目录1、迭代器(Iterator)1.1、结构1.2、常用方法1.3、本质1、解耦集合与遍历逻辑2、统一

Java内存分配与JVM参数详解(推荐)

《Java内存分配与JVM参数详解(推荐)》本文详解JVM内存结构与参数调整,涵盖堆分代、元空间、GC选择及优化策略,帮助开发者提升性能、避免内存泄漏,本文给大家介绍Java内存分配与JVM参数详解,... 目录引言JVM内存结构JVM参数概述堆内存分配年轻代与老年代调整堆内存大小调整年轻代与老年代比例元空

深度解析Java DTO(最新推荐)

《深度解析JavaDTO(最新推荐)》DTO(DataTransferObject)是一种用于在不同层(如Controller层、Service层)之间传输数据的对象设计模式,其核心目的是封装数据,... 目录一、什么是DTO?DTO的核心特点:二、为什么需要DTO?(对比Entity)三、实际应用场景解析

Java 线程安全与 volatile与单例模式问题及解决方案

《Java线程安全与volatile与单例模式问题及解决方案》文章主要讲解线程安全问题的五个成因(调度随机、变量修改、非原子操作、内存可见性、指令重排序)及解决方案,强调使用volatile关键字... 目录什么是线程安全线程安全问题的产生与解决方案线程的调度是随机的多个线程对同一个变量进行修改线程的修改操

从原理到实战深入理解Java 断言assert

《从原理到实战深入理解Java断言assert》本文深入解析Java断言机制,涵盖语法、工作原理、启用方式及与异常的区别,推荐用于开发阶段的条件检查与状态验证,并强调生产环境应使用参数验证工具类替代... 目录深入理解 Java 断言(assert):从原理到实战引言:为什么需要断言?一、断言基础1.1 语

深度解析Java项目中包和包之间的联系

《深度解析Java项目中包和包之间的联系》文章浏览阅读850次,点赞13次,收藏8次。本文详细介绍了Java分层架构中的几个关键包:DTO、Controller、Service和Mapper。_jav... 目录前言一、各大包1.DTO1.1、DTO的核心用途1.2. DTO与实体类(Entity)的区别1

Java中的雪花算法Snowflake解析与实践技巧

《Java中的雪花算法Snowflake解析与实践技巧》本文解析了雪花算法的原理、Java实现及生产实践,涵盖ID结构、位运算技巧、时钟回拨处理、WorkerId分配等关键点,并探讨了百度UidGen... 目录一、雪花算法核心原理1.1 算法起源1.2 ID结构详解1.3 核心特性二、Java实现解析2.

SpringBoot整合liteflow的详细过程

《SpringBoot整合liteflow的详细过程》:本文主要介绍SpringBoot整合liteflow的详细过程,本文给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋...  liteflow 是什么? 能做什么?总之一句话:能帮你规范写代码逻辑 ,编排并解耦业务逻辑,代码

JavaSE正则表达式用法总结大全

《JavaSE正则表达式用法总结大全》正则表达式就是由一些特定的字符组成,代表的是一个规则,:本文主要介绍JavaSE正则表达式用法的相关资料,文中通过代码介绍的非常详细,需要的朋友可以参考下... 目录常用的正则表达式匹配符正则表China编程达式常用的类Pattern类Matcher类PatternSynta

Spring Security中用户名和密码的验证完整流程

《SpringSecurity中用户名和密码的验证完整流程》本文给大家介绍SpringSecurity中用户名和密码的验证完整流程,本文结合实例代码给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定... 首先创建了一个UsernamePasswordAuthenticationTChina编程oken对象,这是S