JIT编译器介绍

JIT即Just In Time的缩写，JIT编译器它是一个能够在运行时将字节码编译转化为机器码的编译器，它的主要目的是为了在运行时提升性能。JIT编译器有两种，Client Compiler和Server Compiler，它们分别适用不同的场景。

Client Compiler

比较有名的就是C1编译器，适用于执行时间短，但是对启动时间比较敏感的应用，它的启动速度快，占用内存少，但是优化效果相对于Server Compiler会差一点。

Server Compiler

比较有名的有C2编译器和Graal编译器，适用于执行时间长，但是对性能要求高的应用，它们的启动速度会相对慢一些，但是优化效果好。

在Java 7及以前的版本可以通过参数-server，-client指定一种JIT编译器，在Java 7时，引入了分层编译，这种方式综合了 C1 的启动性能优势和 C2 的峰值性能优势，我们也可以通过参数-client，-server强制指定虚拟机的即时编译模式。

在 Java8 中，默认开启分层编译，-client和-server的设置已经无效了。如果想只开启 C2，可以通过设置参数-XX:-TieredCompilation，如果只开启C1，可以在打开分层编译的同时设置参数-XX:TieredStopAtLevel=1。除了这种默认的混合编译模式，我们还可以使用-Xint参数强制虚拟机运行于只有解释器的编译模式下。我们还可以使用参数-Xcomp强制虚拟机运行于只有JIT的编译模式下。

触发条件

判断是一个方法是否需要触发即时编译的技术叫热点探测，目前有两种类型的热点探测技术，基于采样的热点探测和基于计数器的热点探测。

• 基于采样的热点探测是周期性的检查各个线程的栈顶，当某些方法出现在栈顶次数超过阈值，那么就认定为热点方法。
• 基于计数器的热点探测是为每一个方法建立计数器，统计方法的运行次数，当计数器超过一定的阈值就被认定为热点方法。

HotSpot虚拟机是使用基于计数器的热点探测，它有两种计数器，方法调用计数器和回边计数器，分别用于探测方法和代码块是否为热点代码。

• 方法调用计数器是记录一段时间内的调用次数，而不是运行后所有的次数。
• 回边计数器是记录循环体中的代码块的调用次数。

下面介绍几个JIT编译器常用的编译优化手段，方法内联和栈上分配。

方法内联

方法调用需要经历压栈和出栈，会产生一定的时间和空间方面的开销，如果调用量比较大，这一部分的优化还是很可观的，方法内联就是将调用的方法中的代码直接放到调用处，这样就少了一次方法调用的开销，比如。

private int add1(int x1, int x2, int x3, int x4) {
    return add2(x1, x2) + add2(x3, x4);
}

private int add2(int x1, int x2) {
    return x1 + x2;
}

在内联之后，会优化成这样。

private int add1(int x1, int x2, int x3, int x4) {
    return x1 + x2+ x3 + x4;
}

但是要注意的是，不是说方法内联就一定好，如果方法体太长，JIT编译器就不会进行内联。

逃逸分析

用于判断一个对象是否会被外部方法或者其它线程访问，如果一个对象没有逃逸，那么就可以做以下优化。

锁消除

当一个对象没有逃逸，说明它只会在当前线程访问，此时就可以移除它的同步锁，比如说StringBuffer的很多方法都是synchronized修饰的，如果知道一个StringBuffer对象没有逃逸，这些同步锁就可以移除。

标量替换

当一个对象没有逃逸，并且这个对象可以被拆分的话，那么就可以不创建这个对象，而直接创建它的成员变量来代替，这样的好处是可以将对象的成员变量在栈内存中，而不是堆内存中，从而减轻GC的工作量。