关于java:JVM学习笔记之CodeCache

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一. CodeCache 简介

从字面意思了解就是代码缓存区,它缓存的是 JIT(Just in Time) 编译器编译的代码,简言之 codeCache 是寄存 JIT 生成的机器码 (native code)。当然JNI(Java 本地接口) 的机器码也放在 codeCache 里,不过 JIT 编译生成的 native code 占次要局部。

大抵在 JVM 中的散布如下:

大家都晓得 javac 编译器,把 java 代码编译成 class 字节码,它和 JIT 编译器的区别是,javac 只是前端编译(有的叫后期编译),jvm 是通过执行机器码和底层交互的,这样咱们编写的业务代码能力失效。所以还要把字节码 class 编译成与本地平台相干的机器码,这个过程就是后端编译。

后端编译依据具体的执行形式不同又分为两种:

1.解释执行

一行一行解释成机器码再执行,每次调用时都须要从新逐条解释执行。

2.编译执行(JIT)

将频繁调用的办法或循环体编译成机器码后,进行多层优化,而后缓存到 codeCache 里,防止反复编译。

两种执行形式的区别很显著,第一种在遇到频繁调用的办法或代码块时执行效率很低,然而解释执行能够节俭内存(不寄存到 codeCache),立刻执行。而后当程序运行一段时间后(达到肯定的编译次数),编译执行即 JIT 优化,能够取得更高的执行效率。

所以说二者是相辅相成的。

当初的 Java 虚拟机这两种形式都蕴含 (通过命令行java -version 查看):

// mixed mode 解释 + 编译
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 24.80-b11, mixed mode)

其实 JIT 编译只是一个统称,具体要看 jvm 是 client 端还是 server 端的,不同的端会分为 C1C2 编译器,这两种编译器的区别下一篇会讲到,这里先不开展。

二. JIT 编译优化

下面讲到了 JVM 会对频繁应用的代码,即热点代码(Hot Spot Code),达到肯定的阈值后会编译成本地平台相干的机器码,并进行各层次的优化,晋升执行效率。

热点代码也分两种:

  • 被屡次调用的办法
  • 被屡次执行的循环体

那阈值如何判断呢?

  1. 办法计数器,统计被屡次调用的办法次数,该计数器统计的并不是办法被调用的相对次数,而是在一段时间内办法被调用的次数。server 模式下默认是 10000 次,能够通过 -XX:CompileThreshold 来设置(client 模式个别很少用到,默认是 1500)。
  2. 回边计数器,统计一个办法中循环体代码执行的相对次数,在字节码中遇到管制流向后跳转的指令称为回边,次要通过 OnStackReplacePercentage 设置。

编译后进行优化,JIT 的优化有很多种,比方:

  • 针对办法的优化,办法内联(能够参考这篇文章 Java 开发标准之性能篇,对于 inline 的解释)
  • 针对屡次调用的循环体优化:栈上替换 OSR(On-Stack Replace)
  • 无用代码打消
  • 复写流传
  • 逃逸剖析

更多 JIT 优化技术可参考 jvm 官网介绍

三. codeCache 应用注意事项

下面次要讲了 codeCache 的作用和 JIT 的关系,codeCache 次要是寄存 JIT 编译后的机器代码,codeCache 的大小次要是通过上面的参数设置:

  • -XX:InitialCodeCacheSize 设置 codeCache 初始大小,个别默认是 48M
  • -XX:ReservedCodeCacheSize 设置 codeCache 预留的大小,通常默认是 240M

如果 codeCache 的内存满了会进行回收,但在 jdk1.8 之前的 jvm 回收算法有点问题,当 codeCache 满了之后会导致编译线程无奈持续,并且耗费大量 CPU 导致系统运行变慢,景象就是零碎响应减少,如果你也遇到这个问题倡议间接升级成 jdk8,或者调大 codeCache 内存。

codeCache 的大小设置能够通过 -XX:+PrintCodeCache 参数查看调整,但这个参数只在 JVM 进行的时候打印 codeCache 应用状况,所以如果想实时监控 codeCache 的应用状况,能够参考如下代码:

package com.javakk;

import java.io.File;
import java.lang.management.ManagementFactory;
import javax.management.MBeanServerConnection;
import javax.management.ObjectName;
import javax.management.remote.JMXConnector;
import javax.management.remote.JMXConnectorFactory;
import javax.management.remote.JMXServiceURL;

import com.sun.tools.attach.VirtualMachine;

/**
 * 基于 JMX 在运行时查看 codeCache 应用状况
 * @author 公众号:Java 老 K
 */
public class CodeCacheTest {public static void main(String[] args) throws Exception {String pid = getPid(); // 先获取 java 程序的 pid
        String codeCache = getCodeCache(pid); // 依据 pid 获取 codeCache 的应用状况
        System.out.println(codeCache);
    }

    /**
     * 获取 java 过程 id
     * @return
     */
    public static String getPid(){String name = ManagementFactory.getRuntimeMXBean().getName();
        return name.split("@")[0];
    }

    /**
     * 获取 java 利用的 codeCache 应用状况
     * @param pid
     * @throws Exception
     */
    public static String getCodeCache(String pid) throws Exception {VirtualMachine vm = VirtualMachine.attach(pid);
        JMXConnector connector = null;
        try {
            String addr = "com.sun.management.jmxremote.localConnectorAddress";
            String property= vm.getAgentProperties().getProperty(addr);
            if (property == null) {String agent = vm.getSystemProperties().getProperty("java.home")
                        + File.separator
                        + "lib"
                        + File.separator
                        + "management-agent.jar";
                vm.loadAgent(agent);
                property = vm.getAgentProperties().getProperty(addr);
            }

            JMXServiceURL url = new JMXServiceURL(property);
            connector = JMXConnectorFactory.connect(url);
            MBeanServerConnection mbeanConn = connector.getMBeanServerConnection();
            ObjectName obj = new ObjectName("java.lang:type=MemoryPool,name=Code Cache");
            return mbeanConn.getAttribute(obj, "Usage").toString();} finally {if(connector != null) {connector.close();
            }
            vm.detach();}
    }
}

运行后能够查看 contents 后果

contents={committed=2555904, init=2555904, max=251658240, used=2395648}

能够看到我本地的 codeCahe 配置,初始化是 2555904,最大为 251658240,已应用 2395648

文章起源:http://javakk.com/201.html

正文完
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