通过JITWatch查看汇编代码，观测jdk17改动对代码的影响

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前言

我们可以使用JITWatch来观测线上代码实际运行逻辑，来进行一些问题分析和学习参考。虽然线上运行的是机器指令，但是为了方便阅读和理解，JITWatch执行的都是汇编代码，是ARM指令集的汇编代码，不过咱们可以借助chat-gpt或者豆包等大模型帮忙解读

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一、JITWatch是什么？

JITWatch是一个反编译查看工具，顾名思义，可以用来Watch JIT代码，帮助我们分析代码实际运行过程中的逻辑。

二、问题描述

1.公司线上问题

某个团队发现线上读TP999，总会时不时地出现一次抖动，通过公司的技术大盘观测，同一时间cpu.busy也会突然抖动一下。然后他们结合JFR，在线上服务再次复现问题时，观测到活跃线程居然是“C2 Compiler Thread”，咱们javaer看到这个，都会有点眼熟吧，毕竟各种八股文都背过。进一步观测发现，此时C2 Compiler Thread都是在进行分支预测（profile_predicate）失败导致的“逆优化，再编译”。

1.1 分支预测

其实这个问题，我也是学习到了，本来以为分支预测只会发生在操作系统调度指令流水线期间，如果预测失败，会清空指令流水线，重新加载另外一个分支。没想到C2编译器啊，你这个浓眉大眼的，居然在编译层面就做了一些分支预测的工作。

1.2 逆优化，再编译

咱们都知道C2的作用，就是为了做JIT，将字节码编译为机器码，然后运行。那逆优化，再编译，其实就是指编译的机器码出了问题，需要退化为字节码，再进行解释执行。
本来是操作系统可直接执行的机器指令，逆优化变为了Java的字节码指令，jvm的解释器需要借助CPU再次解释字节码指令为机器指令，然后CPU重新执行机器指令。也就是指令的生命周期那套。

2. 模拟问题（复现）

2.1 模拟环境

系统：macOS
Java版本：Java17
HotSpot17：直接下载就行
openjdk17：因为必须要修改源码，所以使用openjdk来做
JITWatch
：jitwatch-ui-1.4.7-shaded-mac.jar

下载地址：https://github.com/AdoptOpenJDK/jitwatch/releases

2.2 准备工作

1. 下载openjdk17：https://github.com/openjdk/jdk17u
2. 修改分支预测代码逻辑：src/hotspot/share/opto/parse2.cpp:1291，将branch_prediction改为以下代码

//-----------------------------branch_prediction-------------------------------
float Parse::branch_prediction(float& cnt,
                               BoolTest::mask btest,
                               int target_bci,
                               Node* test) {
    return PROB_FAIR;
}

3. 编译openjdk17
   编译好的jdk的java_home：jdk17u/build/macosx-x86_64-server-slowdebug/images/jdk
4. 下载JITWatch

2.3 复现步骤

1. Java代码，咱们这段代码的某段逻辑一定不会走进去，也就是return 0x666

public class FirstTest {
   
   

    private static int test(int num) {
   
   
        if (num > 0) {
   
   
            return 0x123;
        }
        return 0x666;
    }

    public static void main(String[] args) {
   
   
        long res = 0;
        for (int j = 0; j < 100_000_000_0L; j++) {
   
   
            res += test(j);