运行期【笔记】深入理解 Java 虚拟机：晚期优化( 二 ) _编译

基于采样的热点探测：采用这种方法的虚拟机会周期性地检查各个线程的栈顶，如果某个方法经常出现在栈顶，那它就是热点方法。其优点是简单、高效，还可以获取方法调用关系；缺点是不够精确，容易受到线程阻塞或其他外接因素的影响。基于计数的热点探测：采用这种方法的虚拟机会为每个方法（甚至是代码块）建立计数器，统计方法执行次数，次数超过一定阈值就认为是热点方法。这种方法实现起来麻烦，但是其统计结果相对来说更加精确和严谨。
在虚拟机里使用的是第二种方法，因此它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（Back edge ）。在确定虚拟机运行参数的情况下，这两个计数器都有一定的阈值，超过阈值就会触发 JIT 编译。
方法调用计数器
【运行期【笔记】深入理解 Java 虚拟机：晚期优化】方法调用计数器用于统计方法被调用的次数，其默认阈值在模式下是 1500，在模式下是 10000，该阈值可以通过虚拟机参数 -XX: 来设置。方法调用计数器与 JIT 编译的交互如下：
默认情况下，方法调用计数器统计的不是方法被调用的绝对次数，而是一段时间内的方法被调用的次数。当超过一段的时间限度，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，那这个方法的调用计数器就会被减少一半。这个过程称为热度衰减（ Decay），这段时间称为方法统计的半衰周期（ Half Life Time）。进行热度衰减的动作是虚拟机在垃圾收集时顺便进行的，可以使用虚拟机参数 -XX:- 来关闭热度衰减。另外，还可以使用 -XX: 来设置半衰周期的时间，单位是秒。
回边计数器
回边计数器的作用是统计方法体中循环体代码执行次数，在字节码中遇到遇到控制流向后调整的指令称为回边。显然，建立回边计数器统计的目的就是为了触发 OSR 编译。在虚拟机里，通过参数 -XX:tage 来间接调整回边计数器的阈值，其计算公式如下：
模式下，回边计数器阈值计算公式为：方法调用计数器阈值 * tage /模式下，回边计数器阈值计算公式为：方法调用计数器阈值 * (tage - 解释器监控比率) / 100
回边计数器触发即时编译的过程如下所示：
与方法计数器不同，回边计数器没有衰减过程，因此统计的就是绝对次数。当计数器溢出的时候，它会把方法计数器也调整到溢出状态，它还会把方法计数器也调整到溢出状态，这样下次再进入该方法时就会触发即时编译。
在虚拟机的源码里，.hpp 文件定义了虚拟机中的内存布局，如下所示：
在这个内存布局中，一行长度为 32bit，从中可以清楚地看到方法调用计数器和回边计数器的位置和长度，还有和 ry 这两个方法的入口。
编译过程
默认情况下，即时编译是在后台进行的，编译完成之前还是按照解释方式执行，用户可以通过参数 -XX:-n 来禁止后台编译。
那么在后台编译过程中，做了什么事情呢？和两个编译器的编译过程是不一样的。是一个简单快速的三段式编译器，主要关注点在于局部优化，放弃了许多耗时的全局优化手段。
在第一个阶段，一个平台独立的前端将字节码构造成一种高级中间代码（High Level，HIR）表示。HIR 使用静态单分配的形式来代表代码值，这使得一些在 HIR 之后和之中进行的优化动作更容易实现。在此之前编译器会在字节码上完成一部分基础优化，如方法内敛、常量传播等。在第二个阶段，一个平台相关的后端从 HIR 中产生低级中间代码表示（Low Level，LIR）表示。在此之前，会在 HIR 上完成另一些优化，比如空值检查消除、范围检查消除，以便让 HIR 达到更高效的代码表示形式。最后阶段，是在平台相关的后端，使用线性扫描算法在 LIR 上分配寄存器，并在 LIR 上做窥孔优化，然后产生机器代码。

运行期 【笔记】深入理解 Java 虚拟机：晚期优化( 二 )

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