JIT具体过程

本文详细解析了CLR(Common Language Runtime)在首次和重复调用方法时的执行流程,包括从代码编译到内存分配和本地代码执行的全过程。重点介绍了JIT(Just-In-Time)编译器如何将字节码编译为机器码,并讨论了在不同运行环境中JIT编译的策略,如浏览器与服务器端。

Calling a method for the first time:

  • Your program code calls a method Foo()
  • The CLR looks at the type that implements Foo() and gets the metadata associated with it
  • From the metadata, the CLR knows what memory address the IL (Intermediate byte code) is stored in.
  • The CLR allocates a block of memory, and calls the JIT.
  • The JIT compiles the IL into native code, places it into the allocated memory, and then changes the function pointer in Foo()'s type metadata to point to this native code.
  • The native code is ran.

Calling a method for the second time:

  • Your program code calls a method Foo()
  • The CLR looks at the type that implements Foo() and finds the function pointer in the metadata.
  • The native code at this memory location is ran.

第二次调用跟C/C++本地码差不多了


正常解释:一条字节码(语义信息不足)翻译成若干机器码

JIT:一坨字节码(根据整体语义进行优化)编译成机器码,缓存起来,方便下次使用

如果在浏览器这种只运行一次脚本的的环境,则只需部分JIT;而在服务器端要多次运行的环境,则把所有的代码JIT,方便多次使用

Hotspot:一部分JIT,一部分正常解释

### JIT 编译技术原理 JIT(Just-In-Time)编译是一种在程序运行时动态地将字节码转换为机器码的技术,这种机制使得 Java 程序能够在不同的平台上高效运行。具体来说,当 JVM 加载类文件并执行其中的方法时,会先以解释器的方式逐条翻译字节码指令到目标平台上的机器码[^3]。 然而,在频繁调用的热点方法上,为了进一步提升性能,JVM 的 JIT 编译器会对这些方法进行分析,并将其转化为高效的本地代码。这一过程不仅减少了每次执行都需要重新解析字节码的时间开销,还允许对生成的机器码实施一系列高级优化措施,比如内联函数、消除冗余操作等[^1]。 ### JIT 编译技术的作用与影响 引入 JIT 后的最大好处在于它能大幅改善 Java 应用程序的整体表现。相比单纯依赖于字节码解释执行模式而言,经过 JIT 处理后的代码通常可以获得几倍乃至更高的速度增益[^2]。特别是针对那些涉及复杂运算或者大规模数据处理的任务型软件来说,这样的改进尤为显著。 另外值得注意的是,由于 JIT 是基于实际运行情况来决定哪些部分值得被优先考虑转化成更快速的形式,因此它可以更好地适应不同类型的负载需求——无论是短期事务密集型还是长期服务稳定导向型应用都能从中受益匪浅[^4]。 ### JIT 编译技术的应用场景 尽管几乎所有的现代 JVM 实现都内置了某种形式的 JIT 功能支持,但在某些特定条件下其价值体现得更为突出: - **高性能计算领域**:科学仿真模拟、金融建模预测等领域往往需要极高的数值精度以及实时反馈能力,而借助强大的 JIT 优化手段可以帮助达成此类严格的要求。 - **Web服务器端开发框架**:像 Spring Boot 这样的流行解决方案背后离不开底层高效的请求响应循环逻辑支撑;通过充分发挥 JIT 带来的优势可以让整个系统具备更强的服务承载力同时保持较低延迟水平。 以下是展示如何启用或调整 OpenJDK 中默认配置下有关 tiered compilation 参数设置的一个简单例子: ```bash java -XX:+TieredCompilation -jar your-application.jar ``` 此命令行选项开启了分层编译功能,该特性允许 JVM 首次使用较快但较简单的 C1 编译器来进行初步优化,随后再利用更加耗时却也更具潜力挖掘空间的 C2 编译器完成最终版本构建工作流程中的迭代升级过程。 ---
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