java的javac编译器和jit编译器是什么关系,jit阶段是运行期

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在之前的文章中我们探讨过，相较于C/C++语言，Java语言在运行效率方面可能稍显逊色，因为Java应用程序运行在虚拟机上，而C/C++程序直接编译成对应平台的机器码执行。虚拟机团队持续努力缩小Java与C/C++语言在性能上的差距，确实取得了显著成果。
本文将聚焦于HotSpot虚拟机如何通过提升Java程序执行效率实现技术优化。JIT编译器是JVM的重要组成部分，与常用于生成Java字节码的javac编译器不同，JIT编译器是提升Java程序执行效率的核心工具。
面试官经常提出Java程序是解释执行还是编译执行的问题。初学者可能认为Java是编译执行，执行流程类似先将源码编译成.class字节码，然后通过java命令在虚拟机中利用解释器执行代码。解释器的作用是将字节码操作指令与平台体系指令建立映射，如将Java的load指令转换为native code的load指令。
实际上，Java程序既有解释执行，也有编译执行。准确的执行流程可以描述为：源码程序.java文件通过javac命令编译成字节码，然后在虚拟机中解释执行。JIT编译器的作用是在运行时将热点代码编译成本地平台相关的机器码，并进行优化，以提升程序执行效率。
JIT编译器的引入显著解决了虚拟机边运行边解释的低性能问题。但引入JIT编译器是否意味着可以直接采用它执行程序？答案并非如此。解释器和编译器各有优势，因此Java程序既有解释执行也有编译执行。
HotSpot虚拟机内置了两款即时编译器：Client Compiler和Server Compiler，分别被称为C1和C2编译器。Client Compiler编译速度较慢，但编译速度快于传统静态优化编译器，输出的本地代码执行时间减少，因此适合非服务端应用。Server Compiler编译器输出代码质量较高，编译速度远超C1编译器。
JIT编译器会将热点代码编译成本地平台相关的机器码。热点代码主要来自方法被调用次数多和循环体内代码执行多次的情况。HotSpot虚拟机使用计数器进行热点探测，包括方法调用计数器和回边计数器，用于判断代码是否为热点代码。
方法调用计数器统计方法被调用的次数，回边计数器统计循环体代码执行次数。计数器超过预设阈值时，编译器将方法作为编译对象进行编译。方法调用计数器和回边计数器的阈值默认设置为客户端模式下1500次和服务器模式下10000次，用户可通过参数调整。
运行期优化技术包括：方法内联、冗余访问消除、复写传播、无用代码消除、公共子表达式消除、数组边界检查消除、逃逸分析等。其中，公共子表达式消除和数组边界检查消除是典型的优化手段。
方法内联优化减少方法调用成本，进行内联后，方法代码被直接复制到调用者位置，提高了优化空间。数组边界检查消除优化通过分析数据流，避免不必要的边界检查，提升了执行效率。
逃逸分析技术用于分析对象动态作用域，判断对象是否逃逸到方法或线程之外。如果对象不会逃逸，可以进行栈上分配、同步消除或标量替换等优化，提升程序性能。
本文整合和总结了JVM在运行期对代码的优化手段，旨在帮助读者理解这些技术。内容较多，如有描述不当之处，欢迎指正。