15.晚期(运行期)优化

如果说编译期间的语法糖是前期优化,那么运行期间虚拟机所做的优化则称为晚期优化。

概述

在部分的商用虚拟机中,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代码块运行特别频繁时,就会把这些代码认定为“热点代码”。为了提高热点代码的执行效率,在运行时,虚拟机会将这些代码编译成与本地平台相关的机器码,并进行各种层次的优化,完成这个任务的编译器称为即时编译。

解释器与编译器

  1. 解释器可以迅速启动和执行,省去编译时间。
  2. 随着时间的推移,编译器把代码编译成本地代码,获取更高的执行效率。
  3. 解释器可以作为编译器激进优化时的一个“逃生门”。


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编译对象与触发条件

即时编译器编译的“热点代码”有两类,

  1. 被多次调用的方法。
  2. 被多次执行的循环体。

判断一段代码是不是热点代码,是不是需要触发即时编译,这样的行为称为“热点探测”。常见的两种热点探测主要是“基于采样的热点探测”和“基于计数器的任店探测”。

基于采样的热点探测:以时间为维度,周期性的去检查是否某些方法经常出现在栈顶,那这个方法就是“热点方法”。这样的方式实现简单、高效,还可以容易地获取方法调用关系(将调用栈展开即可),缺点是精确度差,容易受到线程阻塞或其他的外界因素影响。

基于计数器的热点探测:以方法为单位,为每个方法建立计数器,统计方法执行次数,超过一定的阈值后认为它是“热点方法”。这种方式实现起来复杂,需要为每个方法建立并维护计数器,而且不能直接获取到方法的调用关系,但它的统计结果相对更加精确和严谨。但是这个统计次数并不是一个绝对的次数,这个次数有一个半衰期,一段时间不调用就次数减半(热度衰减的动作是在虚拟机进行垃圾收集时顺便进行)。

HotSpot所使用的是第二种---基于计数器的热点探测方法,为每个方法准备了两类计数器:方法调用计数器和回边计数器。

方法调用计数器

统计的不是方法被调用的绝对次数,而是一个相对的执行频率,即一段时间内方法被调用的次数,这个次数会累加,但是遇上垃圾收集会衰减成一半。

可以使用-XX:-UseCounterDecay关闭热度衰减,可以使用CounterHalfLifeTime参数设置半衰周期的时间,单位秒。

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回边计数器

它的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”。与方法计数器不同,回边计数器没有计数热度衰减的过程,因此这个计数器统计的就是该方法循环执行的绝对次数。当计数器移除的时候,它还会把方法计数器也调整到移除状态,这样下次再进入该方法的时候就会执行标准编译过程。

可以使用-XX:OnStackReplacePercentage来调整阈值,默认值为933

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** 在现实的世界里,我只讲现实,
无需跟我谈理想,我没有伟大的理想,
我自私到就想实现自己的小目标,
为自己而活,为自己而努力。
每天都是新的开始,离自己的目标更进一步!**


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