简单理解 JIt 编译

Jit编译的作用：在部分的商用虚拟机中，Java 程序最初是通过解释器（ Interpreter ）进行解释执行的，当虚拟机发现某个方法或代码块的运行特别频繁的时候，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，即时编译器（Just In Time Compiler ）会把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。

这里简述了JIT编译的作用，但是我们还需要知道JIT编译在什么时候启动。在这之前我们先看一下Java类的执行过程，如下图：

图中的描述已经很清晰了只是其中引入了一个概念：热点代码，那么什么是热点代码呢？
在运行过程中会被即时编译的“热点代码”有两类，即：

• 被多次调用的方法
• 被多次执行的循环体

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。

现在我们知道了什么是热点代码，那么jvm是怎么识别到这些热点代码的或者说如何像垃圾回收那样找到这些“垃圾”并触发编译的？
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：

1. 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。
2. 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-基于计数器的热点探测，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，具体阈值此处不再说那么详细，来看一下这两个计数器的作用以及概念：

• 方法调用计数器
  为每个方法建立计数器，每多一次调用，那么计数器数值+1，但是存在特殊情况，由于阈值是一段时间内调调用次数即代表频率，所以在一段时间内计数器达不到阈值，也就是无法使其交给编译器处理，那么此时便将计数器值减半，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。整个 JIT 编译的交互过程如下图：
  
• 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 ）。显然，建立回边计数器统计的目的就是为了触发 OSR 编译。关于这个计数器的阈值， HotSpot 提供了 -XX：BackEdgeThreshold 供用户设置，但是当前的虚拟机实际上使用了 -XX：OnStackReplacePercentage 来简介调整阈值, 执行过程如下图：