Java后端编译

概述

如果我们把字节码看作是程序语言的一种中间表示形式（Intermediate Representation，IR）的话，

那编译器无论在何时、在何种状态下把Class文件转换成与本地基础设施（硬件指令集、操作系统）相关的二进制机器码，它都可以视为整个编译过程的后端。

即时编译器

目前主流的两款商用Java虚拟机（HotSpot、OpenJ9）里，Java程序最初都是通过解释器（Interpreter）进行解释执行的，当虚拟机发现某个方法或代码块的运行特别频繁，

就会把这些代码认定为热点代码（Hot Spot Code），为了提高热点代码的执行效率，在运行时，虚拟机将会把这些代码编译成本地机器码，

并以各种手段尽可能地进行代码优化，运行时完成这个任务的后端编译器被称为即时编译器。

解释器与编译器

HotSpot 虚拟机内部同时包含解释器与编译器，两者相辅相成地配合完成工作。解释器与编译器两者各有优势：

当程序需要迅速启动和执行的时候，解释器可以首先发挥作用，省去编译的时间，立即运行。

当程序启动后，随着时间的推移，编译器逐渐发挥作用，把越来越多的代码编译成本地代码，这样可以减少解释器的中间损耗，获得更高的执行效率。

当程序运行环境中内存资源限制较大，可以使用解释执行节约内存（如部分嵌入式系统中和大部分的JavaCard应用中就只有解释器的存在），

反之可以使用编译执行来提升效率。



图1-1 解释器与编译器的交互

HotSpot虚拟机中内置了两个即时编译器，分别被称为“客户端编译器”（Client Compiler）和“服务端编译器”（Server Compiler），或者简称为C1编译器和C2编译器。

C1拥有更快地编译速度，而C2拥有更好地编译质量。用户也可以使用“-client”或“-server”参数去强制指定虚拟机运行在客户端模式还是服务端模式。

无论采用的编译器是客户端编译器还是服务端编译器，解释器与编译器搭配使用的方式在虚拟机中被称为“混合模式”（Mixed Mode），

也可以使用参数“-Xint”强制虚拟机运行于“解释模式”（Interpreted Mode），这时候编译器完全不介入工作，全部代码都使用解释方式执行。

另外，也可以使用参数“-Xcomp”强制虚拟机运行于“编译模式”（Compiled Mode），这时候将优先采用编译方式执行程序，但解释器仍要在编译无法进行的情况下介入执行过程。