JVM--JIT编译与逃逸技术

《深入理解Java虚拟机》一书中有这样的表述。

   对于大多数应用来说,Java堆,是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块儿。Java堆是被所有线程共享的一块儿内存区域,在虚拟机启动时创建。此内存区域的唯一目的:就是存放对象实例,及数组都要堆上分配,但是随着JIT编译器的发展与逃逸分析技术逐渐成熟,栈上分配,标量替换优化技术将会导致一些微妙的变化发生,所有对象都分配在堆上也渐渐变得不那么绝对了。

有两个问题:

1.什么时JIT编译器。

2.什么是逃逸分析技术。

 

JIT编译器

just in time Compiler.动态编译器针对较长被执行的程式码,进行编译,优化成原生指令码。提高运行性能

逃逸分析

虚拟机分析创建对象的使用范围,并决定是否在堆上分配的一项技术

return sb 

return sb.toString();

把对象控制在方法内,没有逃出当前方法作用域(第二种)。因为只是在方法中,不需要共享(未逃逸出该方法),对象可能是栈分配的候选,而不是堆的候选。

总结:

为什么说随着jit编译器的发展与逃逸分析技术逐渐成熟,对象实例不一定在堆上分配。jit编译器,判断是分配在堆上,还是栈上。如果时,对象域在方法内,则可以分配到栈上。

但是优化到栈上分配有什么好处呢?可直接在栈上访问实例,减少GC次数。

每个栈帧中分配多少内存基本是在类结构确定下来是,是已知的。方法结束,或者线程结束时,内存就自然跟着回收了。

参考博客

https://blog.youkuaiyun.com/w372426096/article/details/80333657

https://blog.youkuaiyun.com/w372426096/article/details/80938788

### JVMJIT 编译器提升 Java 性能的原理 JVMJIT(Just-In-Time)编译器通过动态优化和高效转换字节码为机器码来显著提升 Java 程序的性能。以下是其核心工作原理: #### 动态编译热点代码检测 JVM 启动时并不会立即把所有的字节码都编译成机器码,而是先采用解释器逐条执行字节码[^2]。在此过程中,JVM 会对程序运行情况进行监控,识别出那些被频繁调用的方法或循环体,这些被称为“热点代码”。一旦某个方法或片段被认为是热点代码,JIT 编译器便会将其对应的字节码编译成本地机器码并缓存起来。 这种策略避免了对不常使用的代码进行不必要的编译操作,从而节省了时间和资源开销。只有真正影响整体性能的关键部分才会得到重点处理。 #### 高效的本地化翻译过程 当 JIT 编译器决定要编译一段特定区域内的字节指令序列时,它不仅仅简单地完成一对一映射关系;相反,它还会尝试应用多种高级别的转化手段——即所谓的 **中间表示形式 (Intermediate Representation)** ——以便更好地理解源数据流逻辑结构之后再生成最终目标平台上的最优汇编级表达式[^3]。 此阶段涉及到了许多复杂的分析步骤以及相应的调整措施,目的是为了让所产生的二进制文件尽可能贴近实际硬件特性和当前环境状态下的最佳实践标准。 #### 多层次优化技术的应用 除了基本的功能外,JIT还实现了丰富的代码优化工具集,其中包括但不限于以下几个方面: - **内联扩展**: 将小型函数直接嵌入到调用它们的地方去代替传统的跳转机制,这样可以减少间接寻址次数同时也消除了额外栈帧管理所带来的负担. - **逃逸分析(Escape Analysis)** : 判断对象是否仅限于单线程局部范围内使用还是会被传递给其他地方甚至全局共享;据此做出更合理的存储分配决策(堆 vs 栈). - **死代码消除** 和 **公共子表达式提取**, 这些都可以帮助去除冗余计算环节进而加快速度. 上述提到的各种具体做法共同作用下使得经过完全加工后的版本相比原始未经任何改动过的初始形态往往具有更高的运行效率表现水平.[^4] ```java public class Example { public static void main(String[] args) { long start = System.currentTimeMillis(); int sum = 0; for(int i=0;i<1_000_000;i++) { sum += Math.pow(i,2); // 可能成为热点代码 } long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println("Time taken: "+(end-start)+"ms"); } } ``` 以上示例展示了简单的计数求平方总和运算,在大量迭代情况下该段落很可能触发 JIT 并获得加速效果。
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