Java虚拟机--JIT编译器

1.什么是JIT编译器

　　JIT编译器，即Just-In-Time Compiler（即时编译器）。JIT编译属于动态编译（即运行时编译）的一种，与之对应的是静态编译（AOT）。

2.为什么要用JIT编译器

　　我们都知道，通常通过javac将程序源代码编译（前端编译，与语言有关，机器无关）成字节码，JVM通过解释字节码将其翻译成对应的机器指令，逐条读入，逐条解释翻译。很显然，经过解释执行，其执行速度必然会比可执行的二进制字节码程序慢很多，这就是传统的解释器（Interpreter）的功能。为了解决这种效率问题，引入了JIT技术。

3.JIT编译器是如何工作的

　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　JIT 工 作 原 理 图

　　Java程序还是通过解释器进行解释执行，当JVM发现某个方法或代码块运行特别频繁的时候，就会认为这是“热点代码”（Hot Spot Code），然后JIT会把部分“热点代码”翻译成本地机器相关的机器码，并进行优化，然后把翻译后的机器码缓存起来，下次可以直接使用。

　　HotSpot虚拟机中内置两个JIT编译器：Client Compiler和Server Compiler，分别用在客户端和服务端，目前主流的HotSpot虚拟机默认是采用解释器和其中一个编译器直接配合的工作方式。

　　当JVM执行代码时，它并不会立即编译代码，原因有两点：

　　　　■ 如果这段代码本身只会被执行一次，那从本质上看，编译器就是在浪费精力，因为将代码翻译成Java字节码（解释器解释执行）相对于编译这段代码并执行代码来说，要快很多。

　　　　■ 最优化，当JVM执行某一方法或执行遍历的次数越多，就会更了解代码结构，那么JVM在编译代码时就做出了相应的优化。

　　我们可以看自己机器上安装的JDK中JIT是哪种模式：

　　　　　　　　　　　　　　　　

　　其中，无论是Clent还是Server，都是mixed mode，即解释器和编译器搭配使用的混合模式。

　　注：Client启用的是代号为C1的编译器，是轻量级编译器；Server启用的是代号是C2的编译器，时重量级编译器。

4.热点检测

　　想要触发JIT编译，就要先识别出热点代码，目前主要的热点代码识别方式是热点探测，有两种方式：

　　　■ 基于采样的方式探测：周期性检测各个线程的栈顶，发现某个方法经常出现在栈顶，就认为是热点方法。好处是简单，缺点是无法精确确认一个方法的热度，容易受线程阻塞等原因的干扰。

　　　■ 基于计数器的热点探测：采用这种方法的虚拟机会为每个方法，甚至代码块建立计数器，统计方法的执行次数，某个方法超过阀值就认为是热点方法，触发JIT编译。

　　在HotSpot虚拟机中使用的是基于计数器的热点探测，它为每个方法准备了两个计数器：方法调用计数器和回边计数器。

　　 ■ 方法调用计数器：记录一个方法被调用次数。

　　 ■ 回边计数器：记录方法中的for或while的运行次数的计数器。

5.所有对象都分配到堆上吗？

　　在《深入理解Java虚拟机》中有这样一段话：“随着JIT编译器的发展和逃逸分析技术的逐渐成熟，栈上分配、标量替换优化技术将会导致一些微妙的变化，所有的对象分配到堆上也渐渐不那么绝对了”。这是由于在编译期间，JIT会对代码做很多优化，其中有一部分优化的目的就是减少内存堆分配的压力，其中一项重要的技术叫做逃逸分析。

　　逃逸分析是目前Java虚拟机中比较前沿的优化技术，这是一种可以有效减少Java程序中同步负载和内存堆分配压力的跨函数全局数据流分析算法。通过逃逸分析，HotSpot编译器能够分析出一个新的对象的引用的使用范围，从而决定是否要将这个对象分配到堆上。其基本行为就是分析对象动态作用域：当一个对象在方法中被定义后，可以被外部方法调用，则称为方法逃逸。

　　对于定义在方法内部的对象，不会逃逸到其方法外部，经过JIT的逃逸分析，就会对其内存分配进行优化。结果就是，如果循环定义1万个对象，并不会在堆上创建一万个对象,会通过标量替换和栈分配来减轻堆分配的压力。