Java虚拟机的运行时优化 博客分类： JVM 解释器编译器回边计数器调用计数器

1.解释器与编译器
      在部分虚拟机（Sun HotSpot）中，Java程序是最初通过解释器进行解释执行的，当虚拟机发现某个方法或者代码块运行特别频繁，就会把这些代码认定为"热点代码"（Hot Spot Code），为了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与本地平台相关的机器码，并进行各种层次的优化，完成这个任务的编译器称为即时编译器（Just In Time Compiler），简称JIT编译器。
       当前主流的商用虚拟机中都同时包含解释器与编译器，解释器与编译器两者各有优势：
       当程序需要迅速启动和执行时，解释器可以首先发挥作用，省去编译的时间，立即执行。
       当程序运行后，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后，可以获得更高的执行效率。
       HotSpot虚拟机内置了两个即时编译器，称为Client Compiler和Server Compiler，简称为C1和C2编译器。默认采用解释器和其中一个编译器直接配合的方式工作，程序使用哪个编译器取决于虚拟机运行的模式，用户也可以使用-client和-server参数去强制指定虚拟机运行在Client模式还是Server模式。
      无论采用那种编译器，解释器与编译器搭配使用的方式在虚拟机中称为"混合模式"（Mixed Mode），用户可以使用参数-Xint强制虚拟机运行于"解释模式"，这时候编译器完全不介入工作，全部代码都使用解释方式执行。
      也可以使用参数-Xcomp强制虚拟机运行于"编译模式"（Compiled Mode），这时候将优先使用编译方式执行程序，但是解释器仍然要在编译无法进行进行的情况下介入执行过程，可以通过java -version查看当前模式。
      为了在程序启动响应速度和运行效率之间达到最佳平衡，HotSpot虚拟机将会逐渐启用分层编译的策略，分层编译在1.6中出现，后来一直处于改进阶段，最终在1.7的server模式虚拟机中作为默认编译策略被开启。
      第0层：程序解释执行，解释器不开启性能监控功能，可触发第1层编译。
      第1层：也称为C1编译，将字节码编译为本地代码，进行简单可靠的优化，如有必要将加入性能监控的逻辑。
      第2层：也称为C2编译，也是将字节码编译为本地代码，但是会启用一些编译耗时较长的优化，甚至会根据性能监控信息进行一些不可靠的激进优化。
      这个过程中用C1编译器获得更高的编译速度，用C2编译器来获取更好的编译质量。

2.编译对象与触发条件
      前文提到的热点代码有两类：
     1.被多次调用的方法
     2.被多次执行的循环体
     循环体和方法一样，在进行编译时都是以整个方法作为编译对象（而不是单独的循环体）。
     要知道一段代码是不是热点代码，是不是需要触发即时编译，这个行为称为热点探测，目前主要的探测判定方式有两种：
     1.基于采样的热点探测：虚拟机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。
     2.基于计数器的热点探测：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的阀值就认为它是热点代码。
     HotSpot虚拟机就是采用了第2种探测方式，因此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（统计方法内部循环体执行次数）。这两个阀值都可以通过参数来设置（P292）。
     当超过一定的时间限度，如果方法的调用次数仍然不足以让它提交给即时编译器编译，那这个方法的调用计数器就会被减少一半，这个过程被称为调用计数器的热度衰减，而这段时间就称为此方法统计的半衰期，进行热度衰减的动作是在虚拟机进行垃圾回收时顺便进行的，可以使用参数-XX:-UseCounterDecay来关闭热度衰减，让方法计数器统计调用次数的绝对次数。还可以使用参数-XX:CounterHalfLifeTime设置半衰周期，单位是秒。回边计数器没有热度衰减。

3.编译过程
      虚拟机的编译过程都是在后台运行的，用户也可以通过参数-XX:-BackgroundCompilation来禁止后台编译，禁止后台编译以后，当达到JIT的编译条件，执行线程向虚拟机提交编译请求后将会一直等待，直到编译过程完成后再开始执行编译器输出的本地代码。

方法调用：

 

 

回边调用：