【JVM深入理解系列2】执行引擎

执行引擎

JVM运行Java程序的一套子系统

模板解释器和字节码解释器都是JVM执行引擎中的一种实现方式，用于解释执行Java字节码指令。

Java字节码-> C++代码->硬件编码

字节码解释器是JVM默认的执行引擎，其将Java字节码指令解释为对应的本地机器指令，然后交给CPU执行。
在解释执行时，字节码解释器需要不停的解析和执行指令，效率相对较低。

Java字节码->硬件编码

模板解释器则是使用预编译的机器码来替代每次执行时的解释，从而提高执行效率。
模板解释器的基本思想是将频繁使用的Java方法编译成本地机器码并缓存下来，
以后每次执行这个方法时直接调用缓存中的机器码，避免了解释执行带来的开销。

底层实现过程

运行模式	特点	优点	缺点
客户端模式	针对交互式应用程序的默认模式，强调的是优秀的用户交互和较短的启动时间。	优秀的用户交互，较短的启动时间。	较低的性能，较高的内存消耗
服务器模式	针对长时间运行的服务器应用程序的默认模式，强调的是程序长时间稳定运行期间的高性能和稳定性。	较高的性能和稳定性。	较慢的启动时间
混合模式	混合客户端和服务器模式，根据应用程序的实际运行情况进行动态切换。	结合了客户端和服务器模式的优点，可以根据应用程序的实际情况进行动态切换。	初始启动时间较慢，切换时有性能损失。

正常的C++函数生成的硬编码都有堆栈操作。

即时编译器

混合编译器

PS：反射调用：反射调用是一种运行时动态调用的方式，它会对JIT编译器造成困难，因为编译器难以在编译时确定要调用的方法和对象类型。
因此，在进行反射调用时，JIT编译器可能不会进行编译，以避免出现错误。

业务增长，加节点。热机切冷机，冷机还未进行JIT编译，效率不及热机。导致请求延迟。

冷机：刚运行不久
热机：运行了一段时间
分析：
加节点时：相同配置节点加入，负载均衡平摊压力。热机有热点代码缓存了，能承载的并发更大。
由于热机能承受的并发大于冷机。冷机一边在增加流量一遍在即时编译。性能就降低。在双重因素的
影响下，冷机反应速度降低。造成请求超时。

问题：热点代码缓存在哪里？
热点代码缓存在方法区： CodeCache（调优方向之一）
可以配置热点代码的大小，server模式是： 2496 2M，client模式下160k

JIT编译过程一般分为三个阶段：

解释执行阶段：程序刚开始执行时，字节码解释器会逐行解释执行字节码指令，同时记录下被频繁执行的热点代码。
编译准备阶段：当某段代码被执行的次数超过一定的阈值时，JIT编译器会将该段代码标记为“热点代码”，并对其进行编译准备工作，包括类型推断、方法内联、数据流分析等。
编译执行阶段：JIT编译器将编译准备好的代码转换成本地机器代码，并执行该代码。此时程序的执行效率会有明显的提升。

VM_THREAD
VM_THREAD 是 HotSpot 虚拟机中用来表示一个 Java 线程的数据结构。在 HotSpot 虚拟机内部，VM_THREAD
类型的变量主要被用来存储 Java 线程的状
态和相关信息，例如线程 ID、当前 Java 方法栈帧的指针、线程调用栈的栈帧信息、局部变量、操作数栈、返回值等等。

热点数据触发后，队列存放既时编译任务，当触发即时编译时会将编译任务放到及时编译队列里。
其顺序：
1、触发既时编译任务入队列。
2、 VM_THREAD执行队列任务。

逃逸分析（Escape Analysis）是Java虚拟机（JVM）对代码进行分析的一种技术，
旨在确定对象的生命周期是否跨越了某些线程或方法的边界。
在这种技术中，JVM会尝试分析对象的创建和使用情况，以判断对象是否逃逸出了方法的作用域，
进而决定是否可以对对象进行栈上分配等优化。

逃逸分析的作用域是非局部变量。判断对象是否是局部变量，局部变量是非逃逸对象。非局部变量，逃逸，判断是否在
方法外，县城外被引用。如果没有则判断是逃逸。

栈上分配
逃逸分析还可以判断出哪些对象的引用不会逃逸到方法的外部，这些对象可以直接分配在栈上。这个过程叫做栈上分配。通过栈上分配，可以进一步减少对堆的使用，减轻垃圾回收的压力，提高程序的性能。
标量替换
逃逸分析首先会将对象拆解成若干个基本数据类型，这些基本数据类型可以直接保存在栈上。这个过程叫做标量替换。通过标量替换，可以将原本存储在堆上的对象的部分或全部字段分配到栈上，从而减少对堆的使用，进而提高程序的性能。
锁消除
没竞争的锁，会消除掉。