JAVA虚拟机25---编译器，解释器,JAVA中的即时编译

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1.简介

编译器：是一种计算机程序，负责把一种编程语言编写的源码转换成另外一种计算机代码，后者往往是以二进制的形式被称为目标代码(object code)。这个转换的过程通常的目的是生成可执行的程序。

解释器：是一种计算机程序，会一行一行的读取源代码，解释，然后立即执行。这中间往往使用相对简单的词法分析、语法分析，压缩解释的时间，最后生成机器码，交由硬件执行。(可以理解为边编译边执行)。解释器适合比较低级的语言。但是相对于预编译好的代码，效率往往会更低。

2.编译器图示

源代码被编译成机器码，在CPU上运行。

3.解释器图示

用解释器很方便，只需要直接“运行”就好了，不用有编译的工序。
为什么我们一般说解释器的效率比较低？你也可以想象的是，一段程序在解释器中运行时可能会被编译多次，因为每次运行到这段程序时，都会重新编译一次，这样的开销是很大的。

4.JAVA的模式

JAVA在运行之前，需要手动把源代码编译成中间代码（字节码），然后在解释器中执行。这种架构避免了上面纯解释器中编译源代码的开销，所以相对会有效率一些。当然，处理解释执行，还有热点代码即时编译。

5.JAVA中的即时编译JIT

5.1JIT简介

　　Java发展这么多年一直长青，很大一部分得益于开发人员长期对其坚持不懈的优化：写得更少，跑得更快！JIT就是其中一项十分重要的优化。

　　JIT全程Java Intime Compiler，即Java即时编译器。

　　从我们最早接触Java编程开始，学习到的就是手写java文件，然后javac编译、java运行主方法。

　　javac会把.java文件编译成.class文件(预编译)，所以我们说Java是编译型语言。

　　为了实现“一次编写，随处运行”的目标，字节码会被jvm运行。而这里的运行就是解释执行，jvm是一行一行阅读字节码文件中的jvm指令，并把它翻译成机器的cpu指令。这个过程就比较慢了。

　　Java为了提高开发和运行效率，已经对语言和jvm在多方面做了优先，包括垃圾回收器、各种锁机制，甚至最简单的分支预测都大力优化。解释执行的效率自然也被纳入优化范围。在1996年10月25号，当时的Java东家Sun发布了第一款JIT编译器。那时还是java 2刚出来，离现在已经20多年了。目前JIT已经是默认开启的，因为它带来的效果明显。除非通过参数指定不使用。

5.2JIT和热点代码

　 JIT的设计基于“二八定律”，20%的热点代码占据了程序80%的执行时间

　　即使开启了JIT，也少不了代码编译和字节码解释的过程。JIT处理的是热点代码（hotspot code，或叫热门代码）。热点代码就是频繁执行的代码块，比如循环里面的代码。只有热点代码会被即时编译执行，其它的还是解释执行。JIT有一套逻辑判断是否热点代码。

5.3为什么不把全部代码编译执行，而是部分热点代码即时编译执行，其它代码解释执行

　　这是由于编译本地代码比较费时间，而且编译后还要进行进一步的优化导致耗时更久；而解释器是能够立即解释字节码文件的，毕竟我们的应用放到服务器上的时候就已经是字节码文件了，解释器可以拿来直接用。

　　而且解释器执行的时候占用的内存更小，在内存受限的场景难以使用编译器（比如手机上）。

　　编译器会概率性地选择多数时候都能提升运行效率的手段进行优化，如果“优化”后发现还不如不优化（甚至执行有问题）就得“逆优化”，回退到解释执行状态。

5.4查看Java是否使用了编译器

java -version

最后输出的“mixed mode”代表是混合模式，也就是先解释执行，并逐步将热点代码代替为机器代码。不使用编译器的模式叫“interpreted mode”；优先使用编译器的模式叫“compiled mode”，compiled mode会优先采用编译方式执行程序，如果编译执行有问题就回退到解释执行。