38. 如何使用JVM参数启用和优化JIT编译？

PangHu大约 4 分钟

Java虚拟机（JVM）的即时编译（Just-In-Time, JIT）是提升Java应用程序性能的关键技术。JIT编译器在程序运行时将字节码（Bytecode）编译为本地机器码，从而提高执行速度。JVM提供了多种参数，可以启用和优化JIT编译的行为，帮助开发者进一步提升应用的性能。

JVM中常用的JIT编译器有两个：C1编译器（Client Compiler）和C2编译器（Server Compiler）。JVM可以根据应用的需求选择不同的编译器，或者同时使用这两个编译器。

选择C1编译器（Client模式）：
- C1编译器适合于桌面应用程序和启动时间要求较高的场景，编译速度快，但优化级别较低。
```
-client
```
选择C2编译器（Server模式）：
- C2编译器适合于长时间运行的服务器端应用，编译速度较慢，但提供更高级别的优化。
```
-server=
```
启用分层编译（Tiered Compilation）：
- 默认情况下，JVM采用分层编译模式（Tiered Compilation），即同时使用C1和C2编译器。程序开始时使用C1编译器进行快速编译，而热点代码会逐渐被C2编译器重编译以获得更高的性能。
```
-XX:+TieredCompilation
```

设置编译阈值：
- 编译阈值决定了方法需要被解释执行多少次后，JIT编译器会将其编译为本地代码。可以通过-XX:CompileThreshold设置阈值。较低的阈值意味着更多的方法会被编译为本地代码，适合需要快速响应的应用。
```
-XX:CompileThreshold=<value>
```
示例：
```
-XX:CompileThreshold=1000
```
这表示方法被调用1000次后，将被JIT编译为本地代码。

逃逸分析：
- 逃逸分析是一种JIT优化技术，分析对象的作用域以决定是否进行栈上分配或消除同步。默认情况下，逃逸分析是启用的。
```
-XX:+DoEscapeAnalysis
```
内联方法（Method Inlining）：
- 内联方法是一种重要的JIT优化技术，将小方法的代码嵌入到调用者的代码中，减少方法调用的开销。可以控制内联方法的大小和深度。
```
-XX:MaxInlineSize=<bytes>
-XX:InlineSmallCode=<size>
-XX:FreqInlineSize=<bytes>
```
示例：
```
-XX:MaxInlineSize=35
```
这表示最大内联方法的大小为35字节。
分支预测（Branch Prediction）：
- 分支预测优化能够预测代码执行中的条件分支，减少CPU因错误预测而带来的性能损耗。
```
-XX:+UseBranchPrediction
```
消除空检查：
- JIT编译器可以消除一些不必要的空指针检查，减少运行时开销。
```
-XX:+EliminateNullChecks
```
消除无效代码（Dead Code Elimination）：
- 通过删除无用的代码来优化性能，通常JIT会自动执行此操作。
```
-XX:+EliminateDeadCode
```

编译线程数：
- JVM允许设置JIT编译的线程数，以充分利用多核处理器的能力。对于服务器应用，可以增加编译线程数。
```
-XX:CICompilerCount=<num_of_threads>
```
示例：
```
-XX:CICompilerCount=4
```
这表示JIT编译器使用4个线程进行编译。

启用编译日志：
- JVM可以输出JIT编译器的日志信息，帮助开发者分析JIT编译行为、性能瓶颈等。
```
-XX:+PrintCompilation
```
示例：
```
-XX:+PrintCompilation
```
这表示在标准输出中打印JIT编译的详细信息。
打印优化日志：
- 打印更详细的JIT优化日志，包括内联方法信息、优化策略等。
```
-XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:+LogCompilation -XX:+PrintInlining
```
示例：
```
-XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:+LogCompilation -XX:+PrintInlining
```
这将解锁JVM的诊断选项，打印JIT编译和内联方法的详细信息。

JITWatch
- JITWatch是一个开源工具，可以帮助分析JIT编译器的行为。通过解析JVM生成的编译日志，JITWatch可以直观地展示哪些方法被JIT编译、内联了哪些方法、哪些地方由于逃逸分析被优化等。

分层编译的使用：在大多数情况下，保持分层编译（Tiered Compilation）是最好的选择，因为它平衡了启动时间和运行时性能。
监控并调优：通过启用-XX:+PrintCompilation等日志参数，监控JIT编译器的行为。结合日志分析工具（如JITWatch），可以深入理解哪些部分需要进一步调优。
合理设置编译阈值：根据应用程序的性质（如响应速度、执行频率），调整编译阈值，以达到最佳性能。

JIT编译器通过即时将字节码编译为本地机器码，大幅提升了Java应用程序的性能。通过合理配置JVM参数，如选择适当的编译模式、调整编译阈值、启用或禁用特定优化，开发者可以最大限度地发挥JIT编译的优势。同时，通过监控和日志分析，可以进一步优化JIT编译行为，提升Java应用的整体效率。