晚期（執行期）優化——HotSpot虛擬機器內的即時編譯器
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首先，我們要知道以下概念
熱點程式碼
就是會執行特別頻繁的程式碼，會被編譯成機器碼。
將熱點程式碼編譯成機器碼這個任務是由**即時編譯器（後臺執行期編譯器）**完成的。
還有注意一點，即時編譯器並不是必須的，但是衡量一款商用虛擬機器優秀與否最關鍵的指標之一。
這一節，我們要完成以下幾個問題：
- 1.何Hotspot虛擬機器要使用直譯器和編譯器並存的架構？
- 2.為什麼Hotspot實現了兩個不同的即時編譯器（C1、C2）
- 3.程式什麼時候使用直譯器執行？什麼時候使用編譯器執行？
- 4.哪些程式碼（熱點程式碼）會被編譯成原生代碼？如何編譯成原生代碼？
- 5.如何從外部觀察即時編譯器的編譯過程和編譯結果？
最後，需要注意一點：這一節指的編譯器都是Hotspot的即時編譯器，虛擬機器也指HotSpot虛擬機器
一、直譯器與編譯器
1.1 直譯器與編譯器的優勢
對於問題1，我們就要說一下直譯器和編譯器各自的優點了。
- 如果想快速啟動和執行，直譯器就很不錯。但是隨著時間的推移，使用編譯器會獲得更高的執行效率。
- 如果記憶體資源限制比較大，可以使用直譯器節約記憶體。反之可以使用編譯執行類提高執行效率。
- 直譯器還可以充當編譯器激進優化的逃生門。當激進優化發生問題時，可以通過逆優化退回到解釋狀態繼續執行。
直譯器和編譯器的互動：
1.2 C1與C2
C1:Client Compiler
C2:Server Compiler
可以通過“-client”與“-server”引數去強制指定虛擬機器執行在Client模式或Server模式。
1.3 混合模式、解釋模式、編譯模式
混合模式：直譯器和編譯器混合使用的模式
解釋模式：全部程式碼使用解釋方式執行，編譯器不介入工作
編譯模式：嘗試讓全部程式碼在編譯方式下執行，實在不行，還是要採用解釋方式執行
可以設定“-Xint”或“Xcomp”讓編譯器執行在解釋模式或編譯模式。
1.4 分層編譯
為了在程式啟動響應速度與執行效率之間達到最佳平衡，Hotspot虛擬機器會逐漸啟用分層編譯的策略。對應問題2。
| 第i層 | 任務 |
|---|---|
| 0 | 程式解釋執行，不開啟效能監控功能，可出發第1層編譯 |
| 1 | 也稱為C1編譯，將位元組碼編譯為原生代碼，進行簡單、可靠的優化，如有必要將加入效能監控的邏輯 |
| 2 | 也稱C2編譯，也將位元組碼編譯為原生代碼，但會開啟一些編譯耗時比較長的優化，甚至會根據效能監控資訊進行一些不可靠的激進優化 |
二、編譯物件與出發條件
2.1 熱點程式碼
對於問題3，4，什麼時候進行解釋執行，什麼時候進行編譯執行？熱點程式碼就編譯執行唄！熱點程式碼有兩類：
| 型別 | 編譯物件 |
|---|---|
| 被多次呼叫的方法 | 編譯物件就是整個方法 |
| 被多次執行的迴圈體 | 編譯物件還是整個方法。雖然編譯動作是有迴圈體觸發的。這種編譯方式是發生在方法執行過程中的，形象的稱為棧上替換，即OSR |
2.2 熱點探測
熱點探測，用於判斷一段程式碼是否為熱點程式碼。目前主要的熱點探測技術有兩種：
| 種類 | 說明 |
|---|---|
| 基於取樣的熱點探測 | 如果一個方法經常出現線上程的棧頂，那麼它就是熱點程式碼。但是，這種方式回受到執行緒阻塞的影響，進而得到非正常結果 |
| 基於計數器的熱點探測 | 為每個方法，甚至程式碼塊建立計數器，統計執行次數，當執行次數超過一定閾值就為熱點程式碼。 |
2.3 HotSpot的基於計數器的熱點探測方法
HotSpot為方法提供了兩類計數器——方法呼叫計數器（統計方法呼叫次數）、回邊計數器（統計方法中迴圈體執行的次數）。下面的計數器觸發編譯都是C1的，C2要複雜一些。
（1）方法呼叫計數器出發編譯
需要注意的是，當超過一定的時間限度，如果方法的呼叫次數仍然不超過閾值，那麼這個方法的呼叫計數器就會被減半，這就是方法的——半衰期。
（2）回邊計數器出發即時編譯（疑問：編譯物件是方法，而迴圈體的上一次執行應該儲存下來，以便下一次執行時，在機器碼中（方法）找到迴圈體的狀態）
注意：”調整回邊計數器值，稍微降低一些，以便解釋執行能夠繼續“這一步是要等待編譯器輸出編譯結果的。
三、編譯過程
C1、C2的編譯過程不一樣。
（1）C1的編譯過程——簡單快速的三段式編譯器
| 階段 | 說明 | 平臺相關 |
|---|---|---|
| 第一階段 | 將位元組碼轉換為高階中間程式碼 | 平臺獨立 |
| 第二階段 | 從高階中間程式碼轉換為低階中間程式碼 | 平臺相關 |
| 第三階段 | 使用線性掃描演算法優化產生機器程式碼 | 平臺相關 |
（2）C2的編譯過程
C2相對於C1，程式碼質量提高了，可以減少原生代碼的執行時間，從而抵消編譯時間。所以也有些非服務端的應用選擇使用C2模式的虛擬機器執行。
四、檢視及分析即時編譯結果
後面有時間在寫！！！
參考文獻
周志明的《深入理解java虛擬機器JVM高階特性與最佳實踐》