🕎 后端编译 & 优化

1. 即时编译器

1) 作用

• 在 HotSpot & J9 中，Java 程序最初都是通过解释器进行解释执行的
• 当虚拟机发现某个方法 | 代码块的运行特别频繁时，就会将这些代码认定为 热点代码
• 为提高热点代码的执行效率，在运行时，虚拟机会将这些代码编译成本地机器码，并用各种手段进行代码优化，
• 完成这个任务的后端编译器就是即时编译器

2) 编译器 VS 解释器

• 编译器执行效率快，启动慢，占内存资源
• 解释器节约内存，启动快，执行效率较低

3) HotSpot 即时编译器

1. HotSpot 内置 2 个 | 3 个即时编译器
   • C1 编译器 - 客户端编译器 - 编译速度快，进行简单优化编译质量较差
   • C2 编译器 - 服务端编译器 - 编译耗时长，进行高复杂度优化算法，编译质量好
   • JDK 10 出现的 Opto 编译器
2. 编译对象
   • 被多次调用的方法
   • 被多次执行的循环体
3. 触发条件判断
   • 基于 采样 的热点探测
     • 应用于 J9
     • 虚拟机周期性检查各个线程的调用栈顶，若发现某个方法经常出现在栈顶，则为热点方法
     • 特点：
       • 简单高效
       • 易受到线程阻塞 | 别的外界因素影响探测
   • 基于 计数器 的热点探测
     • 应用于 HotSpot
     • 为每个方法建立计数器，统计方法的执行次数，超过某个阈值，则为热点方法
     • 特点：
       • 为每个方法建立并维护计数器，实现较复杂
       • 统计结果更加精确

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2. 提前编译器

2 个分支

• 与 C++ 类似，在程序运行之前将程序代码编译成本地机器码
• 将原本 JIT 的编译工作提前做好并保存下来，下次运行这些代码时可以直接加载并使用

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3. 编译器优化技术

1) 逃逸分析

① 三种逃逸

• 从不逃逸 🍭🍭🍭
• 方法逃逸 🍭🍭
  • 当一个对象在方法里被定义后，可能被外部方法所引用
• 线程逃逸 🍭
  • 当一个对象在方法里被定义后，可能被外部线程访问到

② 逃逸优化

• 栈上分配
  • 若对象不会逃逸出线程之外，则可以在栈上分配
  • 支持 从不逃逸 方法逃逸
• 同步消除
  • 若发现某个变量不会逃逸出线程，则对该变量施加的同步措施可以进行消除
  • 支持 从不逃逸 方法逃逸
• 标量替换
  • 将对象的成员变量恢复为原始数据类型来访问，此时不需要创建该对象
  • 支持 从不逃逸