JVM复习（晚期优化）

一，晚期（运行期）优化

1.三种编译器

• 前端编译器：直接把.java文件转变成.class文件
• 后端运行期编译器（JIT）：把字节码转变成机器码
• 静态提前编译器(AOT)：直接把.java文件编译成本地机器码

2.编译器和解释器

2.1编译器

编译器是将字节码编译为机器码，并存入code cache，下次遇到相同的代码直接执行，无需重复编译（根据平台类型 生成特定的机器码）

2.2解释器

解释器是将字节码解释为针对所有平台都适用的机器码，下次遇到相同的字节码仍会执行重复的解释

2.3联系

所以，当程序需要迅速启动和执行的时候，解释器可以首先发挥作用，省去编译时间，立即执行；程序运行之后，随着时间的推移，编译器逐渐发挥作用，把越来越多的代码编译成本地代码之后，可以获取更高的执行效率，当程序运行环境中内存资源限制较大时，可以使用解释执行节约内存，反之可以使用编译执行来提升效率

3.编译对象和触发条件

在运行过程中会被即时编译器编译的是热点代码：

• 被多次执行的方法
• 被多次执行的循环体

如何判断是否是热点代码

• 基于采样的热点探测
• 基于计数器的热点探测

3.1基于采样的热点探测

采用这种方法的虚拟机会周期性的检查各个线程的栈顶，如果发现某个方法经常出现在栈顶，那这个方法就是热点方法，基于采样的热点探测的好处就是实现简单，高效，还可以很容易的获取方法调用关系，缺点就是很难精确的确认一个方法的热度，容易因为受到线程阻塞或者别的外界因素的影响而扰乱热点探测

3.2基于计数器的热点探测

采用这种方法虚拟机会为每个方法建立计数器，统计方法的执行次数，如果执行次数超过一定阀值就认为他是热点方法

1.方法调用计数器

方法调用计数器统计方法被调用的次数

2.回边计数器

统计一个方法中循环体代码执行的次数，在字节码中遇到向后跳转的指令称为回边

4.编译优化技术

方法内联

方法内联的主要目的；

• 去除方法调用的成本（建立栈桢）
• 为其他优化建立良好的基础，方法内联膨胀后，可以便于在更大范围上采用后续的优化手段，从而获取更好的优化效果

公共字表达式清除

如果一个表达式E已经计算过了，并且从先前的计算到现在E中所有变量的值都没有发生变化，那么E的这次出现就成为了公共子表达式。对于这种表达式，没有必要花时间再对它进行计算，只需要直接用前面计算过的表达式结果代替E就可以了

逃逸分析

逃逸分析的基本行为就是分析对象动态作用域：当一个对象在方法中被定义后，他可能被外部方法所引用，例如作为调用参数传递到其他方法中，称为方法逃逸。甚至还有可能被外部线程访问到，譬如赋值给类变量或可以在其他线程中访问的实例变量，称为线程逃逸

如果能证明一个对象不会逃逸到方法或线程之外，也就是别的方法或线程无法通过任何途径访问到这个对象，则可能为这个变量进行一些高效的优化

• 栈上分配

  如果确定一个对象不会逃逸出方法之外，那让这个对象在栈上分配内存，对象分配的内存空间可以随栈桢出栈而销毁

• 同步消除

  线程同步本身是一个相对耗时的过程，如果逃逸分析确定一个变量不会逃逸出线程，无法被其他线程访问，那这个变量的肯定没有读写竞争，对于这个变量可是实施同步消除

• 标量替换

  如果逃逸分析证明一个对象不会被外部访问，并且这个对象可以被拆散的话，那程序真正执行的时候将可能不创建这个对象，而改为直接创建他的若干个被这个方法使用的成员变量来代替