第六章字节码执行方式--解释执行和JIT

注：主要参考自《分布式java应用：基础与实践》《深入理解Java虚拟机（第二版）》

1、两种执行方式：

解释执行（运行期解释字节码并执行）
- 强制使用该模式：-Xint
编译为机器码执行（将字节码编译为机器码并执行，这个编译过程发生在运行期，称为JIT编译）
- 强制使用该模式：-Xcomp，下面是两种编译模式
- client（即C1）：只做少量性能开销比高的优化，占用内存少，适用于桌面程序。
- server（即C2）：进行了大量优化，占用内存多，适用于服务端程序。会收集大量的运行时信息。

注意：

32为机器默认选择C1，可在启动时添加-client或-server来指定，64位机器若CPU>2且物理内存>2G则默认为C2，否则为C1
Hotspot JVM执行代码的机制：对在执行过程中执行频率高的代码进行编译，对执行频率不高的代码继续解释执行

查看当前机器默认是client模式还是server模式，使用："java -version"命令，如下

第六章字节码执行方式--解释执行和JIT

其中，mixed mode表示"解释执行+编译执行"的混合模式

2、解释执行

查看第三章类文件结构与javap的使用中的inc()方法的执行

或者查看《深入了解java虚拟机（第二版）》P272-P275

3、编译执行

编译的对象
- 方法
- 方法中的循环体
  - OSR编译：编译整段代码，但是只有循环体部分会执行机器码，其他部分还是解释执行
触发条件（执行频率大于多少）
- 方法调用计数器：方法被调用的次数
  - client:1500 server:10000
  - 该阈值可通过-XX:CompileThreshold来指定
  - 这里"方法调用的次数"是指一段时间（半衰周期）内的调用次数，如果半衰周期内，该次数没有达到阈值，则该次数减半。
    - -XX:-UseCounterDecay 关闭上述机制，即半衰周期的无穷大
    - -XX:CounterHalfLifeTime 半衰周期
- 回边计数器：循环体内循环代码的执行次数（即for中代码的循环的次数）
  - client:13995 server:10700
  - 该阈值可通过-XX:OnStackReplacePercent（注意该OSRP只是一个计算回边计数阈值的中间值），回边计数阈值
    - client：CompileThreshold*OSRP/100
    - server：CompileThreshold*(OSRP-InterPreterProfilePercentage)/100
    - -XX:OnStackReplacePercent:140 InterPreterProfilePercentage:33
方法编译执行
- 解释器调用方法时，检查是否有已经存在的编译版本，如果有，执行机器码，如果没有，方法调用计数器+1，然后判断方法调用计数器是否超过阈值，若超过，进行编译，后台线程进行编译，前台线程继续解释执行（即不会阻塞），直到下一次调用方法时，如果编译好了，就直接执行机器码，如果没编译好，就解释执行。
循环体编译执行
- 解释器执行到循环体时，检查是否有已经存在的编译版本，如果有，执行机器码，如果没有，回边计数器+1，然后判断回边计数器是否超过阈值，若超过，进行编译，后台线程进行编译，前台线程继续解释执行（即不会阻塞），直到下一次执行到循环体时，如果编译好了，就直接执行机器码，如果没编译好，就解释执行。

4、C1优化

说明：关于全部的优化技术列表，查看《深入理解java虚拟机（第二版）》P346-P347

只做少量性能开销比高的优化，占用内存少，主要的优化包括：

方法内联
冗余消除
复写传播
消除无用代码
类型继承关系分析（CHA，辅助）
去虚拟化

4.1、方法内联、冗余消除、复写传播、消除无用代码

4.1.1、方法内联

方法内联含义：假设方法A调用了方法B，把B的指令直接植入到A中。

    static class B{
        int value;
        final int get() {
            return value;
        }
    }
    
    public void foo() {
        y = b.get();
        //do something
        z = b.get();
        sum = y + z;
    }

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