Java是被定為為解釋性語言，JIT編譯器並不是強制需要的，也並非所有的虛擬機器都是用直譯器+編譯器的並存架構。但主流的商用虛擬機器如Hotspot、J9等都採用這種並存的架構。

直譯器和編譯器比較

直譯器優點：省去編譯時間，啟動速度快
編譯器優點：對程式碼進行優化，執行效率高
兩種方式的優點各為對方的缺點。即直譯器的缺點是執行效率低下，編譯器的缺點是啟動速度慢。很容易理解。

Java虛擬機器

由於Java虛擬機器的平臺無關性，它比C編譯器多了一個位元組碼的步驟，所以會顯得效能效率比較雞肋。所以Java虛擬機器採用這種直譯器和編譯器（兩種模式：client（也叫c1）模式和server（c2）模式）並存的方式，對速度和效率做了一個trade off。
簡單來講，Java虛擬機器就是將使用頻率高的“熱點程式碼”，觸發即時編譯器將其編譯為原生代碼，以後每次使用時直接呼叫原生代碼。那麼問題來了：

1. 怎麼判定熱點程式碼
2. 判定出來後怎麼處理

熱點程式碼的判定

目前主要有兩種方式探測熱點程式碼：
1. 基於取樣的熱點探測：虛擬機器週期性檢測各個執行緒的棧頂方法，若是某個方法經常出現，則判定該方法為熱點程式碼。
優點：實現簡單；
缺點：不精確，比如當某個執行緒處於執行緒阻塞時，會擾亂熱點探測。
2. 基於計數器的熱點探測：為每個方法建立計數器，統計執行次數，若超過一定閾（yu）值，則認為它是“熱點方法”。
優點：精確；
缺點：實現複雜，要為每個方法維護計數器。

熱點程式碼的處理

基於計數器的探測，它為每個方法準備了兩個計數器：方法呼叫計數器和回邊計數器。
這兩個計數器都有各自的一個閾值，若超過閾值則觸發JIT編譯。

1. 方法呼叫計數器：用於統計該方法被呼叫的次數，c1模式下預設5000次，c2模式下10000次。執行過程如下：判斷是否已存在編譯版本，如已存在，則執行編譯版本；否則，方法計數器+1，判斷兩個計數器之和（注意：是方法計數器和回邊計數器的和）是否超過方法計數器閾值，超過則向編譯器提交編譯請求，然後和不超過閾值情況下的處理方式一樣，仍舊解釋執行該方法。
   PS：該計數器並不是絕對次數，而是相對的執行次數，即在一段時間內的執行次數，當超過一定的時間限度，若還是沒有達到閾值，那麼它的計數器會減少一半，此過程被稱為熱度衰減。
2. 回邊計數器：用於統計方法中迴圈體程式碼的執行次數，位元組碼中遇到控制流向後跳轉的指令稱為“回邊”。建立該計數器的目的就是為觸發OSR（On StackReplacement）編譯，即棧上替換。
   和方法計數器執行過程不同的是：當兩個計數器之和超過閾值的時候，它向編譯器提交OSR編譯，並且調整回邊計數器值
   ，然後仍舊以解釋方式執行下去。
   PS：該計數器是絕對次數，沒有熱度衰減。

其他編譯優化技術

1. 公共子表示式消除：int d = (c * b) * 12 +(a + b * c)不優化時，b*c將會被計算兩次，優化以後就相當於：

E = c * b;
int d = E * 12 + (a + E);

省去一次計算。
2. 陣列邊界檢查消除
比如：前面程式碼使用過f[3]，並且判斷了0<=3<=f.length，則下次使用f[3]時，判斷可省略。
3. 方法內聯：對於非虛方法就不講了；對於Java的虛方法，方法內聯就會出現問題，到底選擇哪一個版本的實現，就是一個問題，Java虛擬機器引入了一種名為“型別繼承關係分析”（Class Hierarchy Analysis，CHA）的技術。 該方法檢測出多個版本的實現時，它使用內聯快取，即，第一次呼叫發生時，記錄該接收者資訊，快取該方法，下次發生呼叫時，比較接收者資訊，相同則使用快取中的方法，否則取消該內聯快取。
4.逃逸分析：分析物件的動態作用域，當一個物件在方法裡被定義後，他可能被外部方法呼叫，這種行為被稱為方法逃逸。甚至還可能被外部執行緒訪問，這種行為被稱為執行緒逃逸。 如果能保證一個物件不發生方法逃逸或執行緒逃逸，則就能對這個變數進行一些高校的優化，比如：棧上分配，同步消除，標量替換等。