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JAVA编译器和解释器的协调工作流程

2024-04-28 13:04:27      点击:389

JAVA编译器和解释器的协调工作流程

在部分商用虚拟机中(如HotSpot) ,编译Java程序最初是器和器通过解释器(Interpreter)进行解释执行的 ,当虚拟机发现某个方法或代码块的解释运行特别频繁时,就会把这些代码认定为“热点代码”。协调为了提高热点代码的工作执行效率,在运行时 ,流程虚拟机将会把这些代码编译成与本地平台相关的编译机器码 ,并进行各种层次的器和器优化,完成这个任务的解释编译器称为即时编译器(Just In Time Compiler ,下文统称JIT编译器) 。协调

具体执行流程如下图所示 :

JAVA编译器和解释器的协调工作流程

程序中的代码只有是热点代码时,才会编译为本地代码,流程那么什么是编译热点代码呢 ?

运行过程中会被即时编译器编译的“热点代码”有两类 :

1 、被多次调用的器和器方法。

2、解释被多次执行的循环体 。

判断是否是热点代码 ,不是则逐行解释每条代码 ,翻译成机器码执行,否则一次性编译成机器码存到方法区,以后每次直接运行机器码。默认一段代码(方法 、或循环体)被调用10000次以上被认为是热点代码。

说JIT比解释快 ,其实说的是“执行编译后的代码”比“解释器解释执行”要快 ,并不是说“编译”这个动作比“解释”这个动作快 。JIT编译再怎么快 ,至少也比解释执行一次略慢一些,而要得到最后的执行结果还得再经过一个“执行编译后的代码”的过程  。所以 ,对“只执行一次”的代码而言 ,解释执行其实总是比JIT编译执行要快 。

怎么算是“只执行一次的代码”呢?粗略说,下面两个条件同时满足时就是严格的“只执行一次”

1 、只被调用一次,例如类的构造器(class initializer())

2 、没有循环

对只执行一次的代码做JIT编译再执行 ,可以说是得不偿失 。对只执行少量次数的代码 ,JIT编译带来的执行速度的提升也未必能抵消掉最初编译带来的开销 。只有对频繁执行的代码,JIT编译才能保证有正面的收益。

对一般的Java方法而言 ,编译后代码的大小相对于字节码的大小 ,膨胀比达到10x是很正常的 。同上面说的时间开销一样 ,这里的空间开销也是,只有对执行频繁的代码才值得编译,如果把所有代码都编译则会显著增加代码所占空间 ,导致“代码爆炸” 。

这也就解释了为什么有些JVM会选择不总是做JIT编译  ,而是选择用解释器+JIT编译器的混合执行引擎 。

为何要实现两个不同的即时编译器

HotSpot虚拟机中内置了两个即时编译器:Client Complier和Server Complier,简称为C1 、C2编译器  ,分别用在客户端和服务端 。

目前主流的HotSpot虚拟机中默认是采用解释器与其中一个编译器直接配合的方式工作  。程序使用哪个编译器 ,取决于虚拟机运行的模式 。HotSpot虚拟机会根据自身版本与宿主机器的硬件性能自动选择运行模式 ,用户也可以使用“-client”或“-server”参数去强制指定虚拟机运行在Client模式或Server模式。

用Client Complier获取更高的编译速度 ,用Server Complier 来获取更好的编译质量(例如 JIT优化) 。为什么提供多个即时编译器与为什么提供多个垃圾收集器类似,都是为了适应不同的应用场景 。

编译质量的意思就是在编译过程中会进行优化,Client Complier优化的少 ,Server Complier优化的多,优化多则启动慢

Server Compiler和Client Compiler两个编译器的编译过程是不一样的。

对Client Compiler来说 ,它是一个简单快速的编译器 ,主要关注点在于局部优化,而放弃许多耗时较长的全局优化手段 。

而Server Compiler则是专门面向服务器端的,并为服务端的性能配置特别调整过的编译器 ,是一个充分优化过的高级编译器。

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