过程: 字节码的指令是一种所有JVM均能识别的通用格式,格式类似汇编语言格式,如astore、aload、pop、return等数的保存、数的读取、出栈、函数返回等指令。JVM会解释这些指令,并且执行它们,执行过程中JVM会对其线程堆栈和程序计数器等进行管理。
拓展学习点:栈顶缓存、部分栈帧共享
编译执行
目的:为了提升代码执行性能(解释执行效率较低),Sun JDK提供将字节码编译为机器码的支持。编译在运行时进行,通常被成为JIT编译器。
Hotspot VM:Sun JDK 在执行过程中对执行频率高的代码进行编译,对执行不频繁的代码则继续采用解释的方式,因此Sun JDK又被成为Hotspot VM。
编译模式:-client 和 –server。默认情况下,JVM会根据机器的配置默认启用某种模式,但也可以通过给JVM传递参数的方式指定其JIT模式。默认情况下有两个以上物理处理器以及2G以上物理内存的机器会启用server模式,否则启用client模式。
性能测试环境:依据应用服务器配置,JBoss会默认设置成-server模式。
JDK Tools:不同模式下,JDK Tools的功能点可能有所不同,Server模式下更多。
编译执行性能优化
Client模式:也称C1模式,在编译成本地代码时主要进行方法内联、去虚拟化和冗余削除优化。
Server模式:也称C2模式,在C1优化的基础上,还会进行标量替换(将需要引用的point.x变量用局部变量x的形式代码以减少对引用的访问时间)、栈上分配(当对象在方法体外未被引用时,可直接在栈上分配,方法执行完成后自动回收该对象)和同步削除(同步方式编写但实际并未同步访问时去除同步)三种形式的优化。
在JVM进行优化后,如果编译的机器码不再符合优化的条件,则会回到解释方式执行。如:原来未同步访问的代码后来有同步访问了;原来只有一个实现类的接口现在用到多个实现类了等。
扩展学习点:OSR(On Stack Replace)编译机制,JDK 7多层编译机制。
字节码解释执行 vs. 编译执行
解释执行比编译执行更节省内存,启动时解释执行的启动速度更快
编译执行的性能更高
解释执行or编译执行计数器:-CompileThreshold(方法被调用次数),-OnStackReplacePercentage(是否触发OSR编译的阀值)
4. 反射执行
反射过程
动态加载事先并不知道类型的类,并执行某指定的方法,Java主要通过Class类和java.lang.reflect包共同对反射的概念进行支持。
反射机制使得框架代码可以很灵活的实现对象的调用
性能关注点
反射的实现提升了代码的灵活性,但其整个过程比直接编译成字节码的调用复杂的多,因此性能比直接执行慢一些。
Sun JDK中反射执行的性能随着JDK版本升级也在提升,JDK 6后的表现与直接执行差距不大。
getMethod相对消耗性能,而method.invoke的性能更好(仅比直接调用低一点)
性能测试思考
反射动态生成的类对象,其在JVM运行时加载会使得Perm区内存使用率上升。
Dead Class Object会在JVM GC回收时被正常回收掉,具体触发机制是怎样的?