你對Java編譯器優(yōu)化的概念和方法是否熟悉，這里和大家分享一下，Java應用程序的編譯過程與靜態(tài)編譯語言（例如C或C++）不同。靜態(tài)編譯器直接把源代碼轉換成可以直接在目標平臺上執(zhí)行的機器代碼，不同的硬件平臺要求不同的編譯器。Java編譯器把Java源代碼轉換成可移植的JVM字節(jié)碼。

兩條編碼準則與Java編譯器

我們在寫代碼時，常常會提到兩條原則：

1、方法要盡量短，大方法要分解成小方法；

2、不要重復發(fā)明輪子。

我們在強調這兩個原則的時候，往往只關注的是代碼簡潔、易維護等方便我們人的因素，其實這樣做還可以大大方便Java編譯器優(yōu)化代碼。

Java編譯器優(yōu)化簡介：

Java應用程序的編譯過程與靜態(tài)編譯語言（例如C或C++）不同。靜態(tài)編譯器直接把源代碼轉換成可以直接在目標平臺上執(zhí)行的機器代碼，不同的硬件平臺要求不同的編譯器。Java編譯器把Java源代碼轉換成可移植的JVM字節(jié)碼。與靜態(tài)編譯器不同，Javac幾乎不做什么優(yōu)化，在靜態(tài)編譯語言中應當由編譯器進行的優(yōu)化工作，在Java中是在程序執(zhí)行的時候，由運行時執(zhí)行優(yōu)化。

即時編譯

對于證實概念的實現(xiàn)來說，解釋是合適的，但是早期的JVM由于太慢。下一代JVM使用即時(JIT)編譯器來提高執(zhí)行速度。按照嚴格的定義，基于JIT的虛擬機在執(zhí)行之前，把所有字節(jié)碼轉換成機器碼，但是以惰性方式來做這項工作：JIT只有在確定某個代碼路徑將要執(zhí)行的時候，才編譯這個代碼路徑（因此有了名稱“即時編譯”）。這個技術使程序能啟動得更快，因為在開始執(zhí)行之前，不需要冗長的編譯階段。
JIT技術看起來很有前途，但是它有一些不足。

JIT消除了解釋的負擔（以額外的啟動成本為代價），但是由于若干原因，代碼的優(yōu)化等級仍然是一般般。為了避免Java應用程序嚴重的啟動延遲，JIT編譯器必須非常迅速，這意味著它無法把大量時間花在優(yōu)化上。所以，早期的JIT編譯器在進行內聯(lián)假設(inliningassumption)方面比較保守，因為它們不知道后面可能要裝入哪個類。

雖然從技術上講，基于JIT的虛擬機在執(zhí)行字節(jié)碼之前，要先編譯字節(jié)碼，但是JIT這個術語通常被用來表示任何把字節(jié)碼轉換成機器碼的動態(tài)編譯過程——即使那些能夠解釋字節(jié)碼的過程也算。

HotSpot動態(tài)編譯

HotSpot執(zhí)行過程組合了編譯、性能分析以及動態(tài)編譯。它沒有把所有要執(zhí)行的字節(jié)碼轉換成機器碼，而是先以解釋器的方式運行，只編譯“熱門”代碼——執(zhí)行得最頻繁的代碼。當HotSpot執(zhí)行時，會搜集性能分析數(shù)據(jù)，用來決定哪個代碼段執(zhí)行得足夠頻繁，值得編譯。只編譯執(zhí)行最頻繁的代碼有幾項性能優(yōu)勢：沒有把時間浪費在編譯那些不經(jīng)常執(zhí)行的代碼上；這樣，編譯器就可以花更多時間來優(yōu)化熱門代碼路徑，因為它知道在這上面花的時間物有所值。而且，通過延遲編譯，編譯器可以訪問性能分析數(shù)據(jù)，并用這些數(shù)據(jù)來改進優(yōu)化決策，例如是否需要內聯(lián)某個方法調用。

為了讓事情變得更復雜，HotSpot提供了兩個Java編譯器：客戶機編譯器和服務器編譯器。默認采用客戶機編譯器；在啟動JVM時，您可以指定-server開關，選擇服務器編譯器。服務器編譯器針對***峰值操作速度進行了優(yōu)化，適用于需要長期運行的服務器應用程序。客戶機編譯器的優(yōu)化目標，是減少應用程序的啟動時間和內存消耗，優(yōu)化的復雜程度遠遠低于服務器編譯器，因此需要的編譯時間也更少。

HotSpot服務器編譯器能夠執(zhí)行各種樣的類。它能夠執(zhí)行許多靜態(tài)編譯器中常見的標準優(yōu)化，例如代碼提升(hoisting)、公共的子表達式清除、循環(huán)展開(unrolling)、范圍檢測清除、死代碼清除、數(shù)據(jù)流分析，還有各種在靜態(tài)編譯語言中不實用的優(yōu)化技術，例如虛方法調用的聚合內聯(lián)。#p#

持續(xù)重新編譯

HotSpot技術另一個有趣的方面是：編譯不是一個全有或者全無(all-or-nothing)的命題。在解釋代碼路徑一定次數(shù)之后，會把它重新編譯成機器碼。但是JVM會繼續(xù)進行性能分析，而且如果認為代碼路徑特別熱門，或者未來的性能分析數(shù)據(jù)認為存在額外的優(yōu)化可能，那么還有可能用更高一級的優(yōu)化重新編譯代碼。JVM在一個應用程序的執(zhí)行過程中，可能會把相同的字節(jié)碼重新編譯許多次。為了深入了解編譯器做了什么，可以-XX:+PrintCompilation標志調用JVM，這個標志會使編譯器（客戶機或服務器）每次運行的時候打印一條短消息。

棧上(On-stack)替換

HotSpot開始的版本編譯的時候每次編譯一個方法。如果某個方法的累計執(zhí)行次數(shù)超過指定的循環(huán)迭代次數(shù)（在HotSpot的***版中，是10,000次），那么這個方法就被當作熱門方法，計算的方式是：為每個方法關聯(lián)一個計數(shù)器，每次執(zhí)行一個后向分支時，就會遞增計數(shù)器一次。但是，在方法編譯之后，方法調用并沒有切換到編譯的版本，需要退出并重新進入方法，后續(xù)調用才會使用編譯的版本。結果就是，在某些情況下，可能永遠不會用到編譯的版本，例如對于計算密集型程序，在這類程序中所有的計算都是在方法的一次調用中完成的。重量級方法可能被編譯，但是編譯的代碼永遠用不到。

HotSpot最近的版本采用了稱為棧上(on-stack)替換(OSR)的技術，支持在循環(huán)過程中間，從解釋執(zhí)行切換到編譯的代碼（或者從編譯代碼的一個版本切換到另一個版本）。

從Java編譯、執(zhí)行優(yōu)化的原理可以看出，編譯器會將“熱門代碼塊”、“熱門方法”持續(xù)優(yōu)化，以提高性能，再回顧我們常常強調的兩個原則：

1、盡量寫小方法。小方法意味著功能單一、重用性高，自然會被很多地方用到，容易變成“熱門方法”。

2、不重復發(fā)明輪子，盡量用已存在的輪子。大家共用一個“輪子”，自然就是“熱門”輪子，Java編譯器會知道這個輪子要好好優(yōu)化，讓他賺的更快。

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