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JVM_即时编译器

Java源代码的执行流程

Java源代码转换成硬件能执行的机器码的过程如下图：

JVM_即时编译器

从图中可以看到Java源代码先是经过Java编译器编译成class文件，然后这些class文件经过类加载过程加载到内存中，再由Java虚拟机转换成操作系统能执行的机器码。

字节码转换成机器码有两种方式：1.通过解释器进行动态解释执行，2.通过即时编译器进行动态编译执行。这两种方式有什么区别呢。

解释执行：逐条将字节码翻译成机器码并执行

优点：当程序需要迅速启动的时候，解释器可以首先发挥作用，省去了编译的时间，立即执行。解释执行占用更小的内存空间。

即时编译（Just-in-time ，JIT）：将一个方法中包含的所有字节码编译成机器码后再执行。

优点：在程序运行时，随着时间的推移，编译器逐渐发挥作用，把越来越多的代码编译成本地代码之后，可以获得更高的执行效率。

Java解释器和即时编译器按照如下规则进行分工：

JVM_即时编译器

Java虚拟机会根据代码是否是热点代码选择不同的执行方式。热点代码有下面两类：

对于第一种，编译器会将整个方法作为编译对象，这也是标准的JIT 编译方式。对于第二种是由循环体出发的，但是编译器依然会以整个方法作为编译对象，因为发生在方法执行过程中，称为栈上替换。

判断一段代码是否是热点代码，是不是需要出发即时编译，这样的行为称为热点探测（Hot Spot Detection），探测算法有两种，分别为。

基于采样的热点探测（Sample Based Hot Spot Detection）：虚拟机会周期的对各个线程栈顶进行检查，如果某些方法经常出现在栈顶，这个方法就是“热点方法”。好处是实现简单、高效，很容易获取方法调用关系。缺点是很难确认方法的reduce，容易受到线程阻塞或其他外因扰乱。
基于计数器的热点探测（Counter Based Hot Spot Detection）：为每个方法（甚至是代码块）建立计数器，执行次数超过阈值就认为是“热点方法”。优点是统计结果精确严谨。缺点是实现麻烦，不能直接获取方法的调用关系。

HotSpot 使用的是第二种-基于技术其的热点探测，并且有两类计数器：方法调用计数器（Invocation Counter ）和回边计数器（Back Edge Counter ）。这两个计数器都有一个确定的阈值，超过后便会触发 JIT 编译。

方法调用计数器。Client 模式下默认阈值是 1500 次，在 Server 模式下是 10000次，这个阈值可以通过 -XX：CompileThreadhold 来人为设定。如果不做任何设置，方法调用计数器统计的并不是方法被调用的绝对次数，而是一个相对的执行频率，即一段时间之内的方法被调用的次数。当超过一定的时间限度，如果方法的调用次数仍然不足以让它提交给即时编译器编译，那么这个方法的调用计数器就会被减少一半，这个过程称为方法调用计数器热度的衰减（Counter Decay），而这段时间就成为此方法的统计的半衰周期（ Counter Half Life Time）。进行热度衰减的动作是在虚拟机进行垃圾收集时顺便进行的，可以使用虚拟机参数 -XX：CounterHalfLifeTime 参数设置半衰周期的时间，单位是秒。
回边计数器，作用是统计一个方法中循环体代码执行的次数，在字节码中遇到控制流向后跳转的指令称为“回边”（ Back Edge ），建立回边计数器统的目的就是为了触发 OSR 编译。

原文 https://segmentfault.com/a/1190000020065418

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