javac生成字節(jié)碼，字節(jié)碼可以解釋執(zhí)行，也可以進(jìn)一步通過JIT編譯執(zhí)行，JIT把字節(jié)碼變?yōu)闄C(jī)器碼。
JVM采用解釋器interpreter與JIT編譯器compiler并存的架構(gòu)：二者相互配合；當(dāng)程序需要迅速啟動和執(zhí)行的時候，解釋器首先發(fā)揮作用，省去編譯的時間，立即執(zhí)行。程序運(yùn)行后，編譯器逐漸把高頻調(diào)用代碼（熱點(diǎn)代碼）用JIT編譯為本地代碼（平臺相關(guān)機(jī)器碼），并進(jìn)行優(yōu)化，以獲取更高的執(zhí)行效率。JIT可以采用激進(jìn)的優(yōu)化方式，如果不成立可以回退到解釋器執(zhí)行。
HotSpot內(nèi)置了兩個JIT編譯器：Client/Server Compiler；默認(rèn)采用解釋器和其中一個編譯器直接配合的方式，虛擬機(jī)根據(jù)版本和宿主機(jī)器的硬件性能自動選擇運(yùn)行模式，進(jìn)而根據(jù)運(yùn)行模式?jīng)Q定使用哪個編譯器。用戶也可以用-client/server參數(shù)強(qiáng)制設(shè)定虛擬機(jī)的運(yùn)行模式。另外，可以通過參數(shù)指定混合/解釋/編譯模式。-Xint：強(qiáng)制虛擬機(jī)運(yùn)行于解釋模式；-Xcomp：強(qiáng)制虛擬機(jī)運(yùn)行于編譯模式
一、JIT分層編譯
client/server編譯器同時工作，C1/client編譯獲取更高的編譯速度，C2/server獲取更好的編譯質(zhì)量。解決的問題：JIT編譯為本地代碼進(jìn)行優(yōu)化都需要占用運(yùn)行時時間，程序啟動響應(yīng)時間和運(yùn)行效率需要平衡
第0層：解釋執(zhí)行，解釋器不開啟性能監(jiān)控，可觸發(fā)第1層；第1層：C1編譯，將字節(jié)碼編譯為本地代碼，簡單可靠優(yōu)化，可加入性能監(jiān)控邏輯；第2層：C2編譯，啟動耗時長的優(yōu)化，根據(jù)性能監(jiān)控信息進(jìn)行激進(jìn)優(yōu)化。
二、JIT編譯對象與觸發(fā)條件 - 熱點(diǎn)代碼
熱點(diǎn)代碼包含多次調(diào)用的方法和多次執(zhí)行的循環(huán)體OSR（棧上替換），方法幀還在棧上就被替換了。
熱點(diǎn)探測用于判斷代碼是不是熱點(diǎn)代碼。
1. 基于采樣的熱點(diǎn)探測：虛擬機(jī)周期性的檢查各個線程的棧頂，如果發(fā)現(xiàn)某個方法經(jīng)常出現(xiàn)在棧頂，那就是熱點(diǎn)方法。
2. 基于計數(shù)器的熱點(diǎn)探測：為每個方法建立計數(shù)器，當(dāng)調(diào)用次數(shù)超過閾值就認(rèn)為是熱點(diǎn)代碼；HotSpot為每個方法設(shè)備兩類計數(shù)器：
1）方法調(diào)用計數(shù)器：client模式默認(rèn)閾值1500；server模式10000；可通過CompileThreshold參數(shù)配置。方法被調(diào)用時，先檢查該方法有沒有JIT編譯過的版本，有則執(zhí)行本地代碼；沒有則將方法的調(diào)用計數(shù)器加1，判斷閾值，超過閾值則向JIT提交編譯請求。執(zhí)行引擎不會同步等待編譯請求完成，而是繼續(xù)進(jìn)入解釋器解釋執(zhí)行；JIT編譯完成后，方法的調(diào)用入口地址自動改寫成新的。BackgroundCompilation用于配置禁止后臺編譯，執(zhí)行線程提交編譯請求后保持等待。
熱度衰減：采用半衰周期內(nèi)調(diào)用次數(shù)，而非絕對次數(shù)；超過半衰周期后調(diào)用次數(shù)仍未達(dá)到閾值，調(diào)用計數(shù)器減半。UseCounterDecay配置關(guān)閉熱度衰減，讓計數(shù)器統(tǒng)計絕對值；CounterHalfLifeTime配置半衰周期；
2）回邊計數(shù)器：統(tǒng)計方法中循環(huán)體的執(zhí)行次數(shù)；回邊表示字節(jié)碼中遇到的控制流向后跳轉(zhuǎn)的指令。閾值：根據(jù)方法調(diào)用計數(shù)器閾值/OSR比率/解釋器監(jiān)控比率(server模式)計算得出；統(tǒng)計絕對次數(shù)。OnStackReplacePercentage配置OSR比率；InterpreterProfilePercentage配置解釋器監(jiān)控比率
三、JIT編譯過程
1. Client編譯
簡單快速的三段式編譯器，關(guān)注點(diǎn)在局部優(yōu)化，放棄耗時長的全局優(yōu)化。
1. 平臺獨(dú)立的前端把字節(jié)碼構(gòu)造為高級中間代碼HIR，基礎(chǔ)優(yōu)化如方法內(nèi)聯(lián)/常量傳播；
2. 平臺相關(guān)的后端把HIR轉(zhuǎn)化為低級中間代碼LIR，優(yōu)化如空值檢查消除/范圍檢查消除；
3. 平臺相關(guān)的后端把LIR轉(zhuǎn)化為機(jī)器代碼，使用線性掃描算法分配寄存器，窺孔優(yōu)化；
2. Server編譯
高級優(yōu)化如無用代碼消除，循環(huán)展開，循環(huán)表達(dá)式外提，消除公共子表達(dá)式，常量傳播，基本塊重排序，范圍檢查消除，空值檢查消除。根據(jù)解釋器/client編譯器提供的性能監(jiān)控信息，進(jìn)行激進(jìn)優(yōu)化，如守護(hù)內(nèi)聯(lián)，分支頻率預(yù)測。
四、編譯優(yōu)化技術(shù)
程序員的共識：編譯執(zhí)行比解釋執(zhí)行快，因為虛擬機(jī)幾乎所有優(yōu)化都在JIT的設(shè)計中。
1）方法內(nèi)聯(lián)：重要性高于其他優(yōu)化措施，通常放在優(yōu)化序列靠前的位置；內(nèi)聯(lián)可以去掉方法調(diào)用的成本（如建立幀），同時方法內(nèi)聯(lián)膨脹便于在更大范圍上采取后續(xù)優(yōu)化手段。難點(diǎn)在于java方法大多是虛方法，運(yùn)行時才知道方法接受者，屬于激進(jìn)優(yōu)化；內(nèi)聯(lián)緩存：在未發(fā)生方法調(diào)用前，內(nèi)聯(lián)緩存為空，第一次調(diào)用后，記錄方法接受者的版本信息，如果后續(xù)方法接受者一致，那就使用該內(nèi)聯(lián)。
2）冗余訪問消除：y=b.value; z=b.value，替換為z=y；
3）復(fù)寫傳播：y=b.value; z=b.value；z變量沒有存在的必要，可以用y變量替換
4）公共子表達(dá)式消除：如果一個表達(dá)式E已經(jīng)計算過了，并且所有變量值沒有變化，那么E就是公共表達(dá)式，直接用之前的計算結(jié)果替換E。根據(jù)應(yīng)用范圍分為局部/全局。
5）數(shù)組邊界檢查消除：java數(shù)組訪問array[i]有自動的上下界限訪問檢查，這種檢查降低了編碼出錯的概率，但也有開銷，優(yōu)化方式比如在循環(huán)中進(jìn)行數(shù)組訪問，只要循環(huán)的終點(diǎn)最大值沒有越界，那么前面數(shù)組節(jié)點(diǎn)的訪問可以不做檢查。
6）逃逸分析：分析對象動態(tài)作用域，當(dāng)對象在方法中被定義，他可能通過參數(shù)傳遞方式被其他方法引用，稱為方法逃逸，甚至可能通過賦值給類變量而被其他線程引用，稱為線程逃逸。如果能證明對象不會逃逸，那么可以進(jìn)行高效優(yōu)化。
7）棧上分配內(nèi)存：對象放在棧幀而不是堆，對象內(nèi)存隨著出棧銷毀，減輕GC壓力
8）同步消除：如果對象不被線程共享則消除耗時的同步措施
9）標(biāo)量替換：標(biāo)量指無法再分解的數(shù)據(jù)，如java原始類型；與之相對的是聚合量，如java對象。標(biāo)量替換指：把java對象拆散，根據(jù)程序訪問情況，將用到的成員變量作為原始類型訪問。可以省去創(chuàng)建對象的開銷，把對象的成員變量存在棧上，而棧上的數(shù)據(jù)通常會被存儲到寄存器。
五、Java編譯器 vs c/c++編譯器
總體而言，java用運(yùn)行效率的劣勢換取開發(fā)效率的優(yōu)勢。JIT占用運(yùn)行時時間，限制了大規(guī)模優(yōu)化技術(shù)的引入；Java類型檢查提高安全性的同時，也是耗時的操作；Java中大量使用虛方法，導(dǎo)致內(nèi)聯(lián)難度加大；Java由虛擬機(jī)而不是程序員負(fù)責(zé)GC，效率上也有犧牲。
JIT編譯器配置：
PrintCompilation：打印被即時編譯的方法名稱，帶%的是OSR觸發(fā)；
PrintInlining：輸出方法內(nèi)聯(lián)信息
PrintAssembly：打印生成字節(jié)碼的反匯編結(jié)果（匯編代碼）
PrintOptoAssembly / PrintLIR：輸出中間代碼
