Java获取汇编代码 | hsdis的基本使用

1. 即时编译器

在Java虚拟机当中，当虚拟机发现某个方法或代码块的运行特别频繁，就会把这些代码认定为**“热点代码”** ，为了提高热点代码的执行销量，在运行时，虚拟机回把这些代码殡仪为本地机器码，并以各种手段尽可能地进行代码优化，运行时完成这个任务的后端编译器被称为 即时编译器。

2. 获取编译信息的几个重要参数

在了解一些重要的参数之前需要先了解一些编译器与解释器，尽管并不是所有的Java虚拟机都采用解释器和编译器并存的运行架构，但主流的Java虚拟机（如HotSpot、OpenJ9等）内部都包含了编译器和解释器。
当程序迅速启动和执行时，解释器可以首先发挥作用，省去编译的时间。
当程序启动后，随着时间的推移，编译器逐渐发挥作用，把代码转化为本地代码， 即转化为如下图的汇编代码，可以减少解释器的中间损耗，获得更高的执行效率。

注意，这里所说的编译器不是将java文件转化为class文件的Javac编译器(前端编译器)，而是将常用的Java代码转化为本地机器码的即时编译器

更多参数可以参考java运行参数

参数	说明
-XX:+UnlockDiagnosticVMOptions	解锁用于 JVM 诊断的选项
-XX:+PrintAssembly	配合反汇编插件（hsdis）可以打印出字节码和本地方法的汇编码,需要开启-XX:+UnlockDiagnosticVMOptions支持
-XX:CompileCommand=command,method[,option]	command可以设置为compileonly会从编译中排除非指定方法之外的所有方法，例如–XX:CompileCommand=compileonly,*cls.method 表示只获取cls类中method方法的汇编信息，其中\*表示通配符
-Xint	强制虚拟机加入 “解释模式” ，这时编译器完全不介入工作，全部代码使用解释方式执行
-Xcomp	强制虚拟机运行于 “编译模式”，这时候会优先采用编译方式执行程序，但是解释器仍然要在编译无法进行的情况下接入执行过程
-XX:CompileThreshold=n	但方法调用超过n时将对于方法转化为本地机器码（使用于使用基于计数器的热点检测的虚拟机，客户端模式默认为1500，服务器端默认为10000）
-XX:BackEdgeThreshold=n	需要-XX:OnStackReplacePercentage开启 设置OSR比率为n（见下说明）
-XX:InterpreterProfilePercentage=n	设置监控比率（服务端回边计数器使用）

回边计数器阈值：

• 在客户端模式下，回边计数器的阈值为：方法调用计数器阈值（-XX:CompileThreshold）×OSR比率（-XX:OnStackReplacePercentage，默认值为933）/100
• 在服务端模式下，回边计数器的阈值为：方法调用计数器阈值（-XX:CompileThreshold）×(OSR比率（默认为140）-解释器监控比率(-XX:InterpreterProfilePercentage,默认为33))/100

3. 添加hsdis反汇编插件支持

相关知识点了解的差不多了，现在我们来运行下列程序测试一下，这里我是在使用Java18中还在孵化的Vector API来测试对应方法是否继续了矢量化运算，如果使用其他版本的jdk可以运行代码中的jdk8demo测试

public class VectorDemo {
    final VectorSpecies<Float> SPECIES = FloatVector.SPECIES_PREFERRED;
    //默认为256bit
	void jdk8demo(int[] a,int[] b, int[] c,int base){
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            c[i] = base*a[i]+b[i];
        }
    }
   void vectorComputation(float[] a, float[] b, float[] c) {
        int i = 0;
        int upperBound = SPECIES.loopBound(a.length);
        /*
        SPECIES.loopBound的返回值满足以下条件:
        1.返回值n为SPECIES位数(此样例中使用默认的256位)/类型所占字节数(float的4字节)
        2.返回值n为满足条件1的最大值
        
        比如这里SPECIES为256bit，表示可以同时处理256位的数据，而loopBound返回循环次数，
        即假设我现在a,b,c的数组长度为4,因为SPECIES只有256位,最多同时处理256/32=8个浮点数
        表示我一次循环可以处理8个浮点数，当不满足是不使用Vecctor API 
        */
        for (; i < upperBound; i += SPECIES.length()) {
            // FloatVector va, vb, vc;
            var va = FloatVector.fromArray(SPECIES, a, i);
            var vb = FloatVector.fromArray(SPECIES, b, i);
            var vc = va.mul(va)
                    .add(vb.mul(vb))
                    .neg();
            vc.intoArray(c, i);
        }

		/*
		这后面代码的目的在于处理余数部分数据，比如此样例中的数据，如果传入的数组长度
		length%(256/8) != 0时，用来处理剩余的部分
        */
        for (; i < a.length; i++) {
            c[i] = (a[i] * a[i] + b[i] * b[i]) * -1.0f;
        }

    }

    public static void main(String[] args) {
        VectorDemo demo = new VectorDemo();
        demo.vectorComputation(new float[]{0.1f,0.2f},new float[]{0.1f,0.2f},new float[]{0.1f,0.2f});

    }
}

下载需要下载hsdis反汇编插件来将获取汇编代码hsdis
根据自己系统版本下载对应插件
注意这里存在的一个小问题，在网页中虽然说明了java查找hsdis插件的方式，但是你会发现每个路径都放了还是找不到，此时你需要在你的java目录中找到jvm.dll文件，并将下载的hsdis-<arch>.<extension>放到与它同个目录下。

运行时添加VM option

-XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -Xcomp -XX:+PrintAssembly -XX:CompileCommand=compileonly,*VectorDemo.vectorComputation

其中-Xcomp设置强制编译，-XX:CompileCommand设置指定编译类，不然输出的编译信息过多

最后会得到以下输出

常见问题解决

1.控制台没有输出
2.输出的数据中未转化未汇编代码