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实时Java,第2部分 - 比较编译技术 - 编程入门网

作者 佚名技术 来源 NET编程 浏览 发布时间 2012-06-16
前的 JVM 中。直到第一次执行时才解析引用,这意味着没有地址可供从中加载该静态字段。编译器如何处理这种可能性?编译器生成一些代码,用于在没有加载类时加载并解析类。类一旦被解析,就会以一种线程安全的方式修改原始代码位置以便直接访问静态字段的地址,因为此时已获知该地址。

IBM JIT 编译器中进行了大量的努力以便使用安全而有效率的代码补丁技术,因此在解析类之后,执行的本地代码只加载字段的值,就像编译时已经解析了字段一样。另外一种方法是生成一些代码,用于在查明字段的位置以前一直检查是否已经解析字段,然后加载该值。对于那些由未解析变成已解析并被频繁访问的字段来说,这种简单的过程可能带来严重的性能问题。

实时Java,第2部分 - 比较编译技术(3)

时间:2011-06-22 Mark Stoodley Kenne

动态编译的优点

动态地编译 Java 程序有一些重要的优点,甚至能够比静态编译语言更好地生成代码,现代的 JIT 编译器常常向生成的代码中插入挂钩以收集有关程序行为的信息,以便如果要选择方法进行重编译,就可以更好地优化动态行为。

关于此方法的一个很好的例子是收集一个特定 arraycopy 操作的长度。如果发现每次执行操作时该长度基本不变,则可以为最频繁使用的 arraycopy 长度生成专门的代码,或者可以调用调整为该长度的代码序列。由于内存系统和指令集设计的特性,用于复制内存的最佳通用例程的执行速度通常比用于复制特定长度的代码慢。例如,复制 8 个字节的对齐的数据可能需要一到两条指令直接复制,相比之下,使用可以处理任意字节数和任意对齐方式的一般复制循环可能需要 10 条指令来复制同样的 8 个字节。但是,即使此类专门的代码是为某个特定的长度生成的,生成的代码也必须正确地执行其他长度的复制。生成代码只是为了使常见长度的操作执行得更快,因此平均下来,性能得到了改进。此类优化对大多数静态编译语言通常不实用,因为所有可能的执行中长度恒定的操作比一个特定程序执行中长度恒定的操作要少得多。

此类优化的另一个重要的例子是基于类层次结构的优化。例如,一个虚方法调用需要查看接收方对象的类调用,以便找出哪个实际目标实现了接收方对象的虚方法。研究表明:大多数虚调用只有一个目标对应于所有的接收方对象,而 JIT 编译器可以为直接调用生成比虚调用更有效率的代码。通过分析代码编译后类层次结构的状态,JIT 编译器可以为虚调用找到一个目标方法,并且生成直接调用目标方法的代码而不是执行较慢的虚调用。当然,如果类层次结构发生变化,并且出现另外的目标方法,则 JIT 编译器可以更正最初生成的代码以便执行虚调用。在实践中,很少需要作出这些更正。另外,由于可能需要作出此类更正,因此静态地执行这种优化非常麻烦。

因为动态编译器通常只是集中编译少量的热方法,所以可以执行更主动的分析来生成更好的代码,使编译的回报更高。事实上,大部分现代的 JIT 编译器也支持重编译被认为是热方法的方法。可以使用静态编译器(不太强调编译时间)中常见的非常主动的优化来分析和转换这些频繁执行的方法,以便生成更好的代码并获得更高的性能。

这些改进及其他一些类似的改进所产生的综合效果是:对于大量的 Java 应用程序来说,动态编译已经弥补了与 C 和 C++ 之类语言的静态本地编译性能之间的差距,在某些情况下,甚至超过了后者的性能。

缺点

但是,动态编译确实具有一些缺点,这些缺点使它在某些情况下算不上一个理想的解决方案。例如,因为识别频繁执行的方法以及编译这些方法需要时间,所以应用程序通常要经历一个准备过程,在这个过程中性能无法达到其最高值。在这个准备过程中出现性能问题有几个原因。首先,大量的初始编译可能直接影响应用程序的启动时

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