jvm架构理解

 

jvm程序执行流程

 

 编译器和解释器协调工作流程

 

 在部分商用虚拟机中（如HotSpot），java程序最初是通过解释器进行解释执行的，当虚拟机发现某个方法或者某段代码执行的特别频繁后就会把这些代码作为【热点代码】，为了提高【热点代码】的执行效率，在运行时，虚拟机会把这些【热点代码】编译成为与本地平台相关的【机器码】，并进行各层次的优化，完成这个任务的编译器成为即时编译器（JTI）

JIT属于动态编译，是说在运行时进行编译，与之相对的是静态编译（事前编译），

热点代码

1.多次被调用的方法；2.被多次执行的循环体

这两种情况，编译器都是以整个方法作为编译对象。这种编译方法因发生在执行过程中，因此被称为【栈上替换】，即方法栈帧还在栈上，方法就被替换了。

热点代码的检测方式

1.基于采样的热点探测

　　虚拟机会周期性的检测各个线程的栈顶，如果发现某个方法经常出现在栈顶，那么就会将这个方法视为【热点代码】。

2.基于计数器的热点探测。

　　虚拟机回味每个方法建立计数器，统计方法的执行次数，如果计数器超过一定的【阀值】，就会认为这个方法为【热点代码】

为什么要使用解释器和编译器并存的架构

当程序需要快速启动和执行的时候，解释器首先起作用，省去了编译的时间。在程序运行一段时间后，随着时间的推移，编译器发挥作用，把越来越多的代码编译成本地代码，可以获得更高的执行效率。

JIT优化

1.公共子表达式消除

如果一个表达式E已经计算过了，兵器从先前的计算到现在E中的所有变量的值都没有发生变化，那么E的这次出现就会成为【公共子表达式】，对于这种表达式，没有必要花更多的时间对他进行计算，直接用前面的计算结果替代就可以了

int d = (c*b)*12+a+(a+b*c)  替换为int d = E*12+a+(a+E)   进一步代数化简为int d = E*13+a*2;

2.方法内联

将方法直接用方法体中的代码进行替换，这就是方法内联，减少了方法调用过程中的压栈和出栈开销。

3.逃逸分析

逃逸分析的基本行为就是分析对象的作用域，当一个对象在方法中被定义后，如果没有被该方法外引用，那么就可以将该对象在栈上分配空间，也可以还在堆上分配空间，这样就减少了垃圾回收。

4.标量替换

在JIT阶段，如果经过逃逸分析，发现一个对象不会被外界访问的话，那么经过JIT优化，就会把这个对 象拆解成若干个其中包含的若干个成员变量来代替。

5.同步锁消除

同样基于逃逸分析，当加锁的变量不会发生逃逸，是线程私有的完全没有必要加锁。 在JIT编译时期就 可以将同步锁去掉，以减少加锁与解锁造成的资源开销。