JVM 系列:通过一个例子分析 JIT 的汇编代码

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发布于: 19 小时前
JVM系列:通过一个例子分析JIT的汇编代码

简介

我们知道JIT会在JVM运行过程中,对热点代码进行优化,传说自然是传说,今天我们通过一个简单的例子来具体分析一下JIT到底是怎么进行优化的。

一个简单的例子

说干就干,我们先准备一个非常简单的例子:

public class AddTest {
static int a = 1;
static int b = 2;
static int c = 3;
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
add();
}
}
private static void add() {
a = b + 1;
b = c + 2;
c = a + 3;
}}

这个例子中我们定义了三个类变量,然后通过一个add方法对其中的变量进行累加。



然后在main方法中对add方法调用10000次。



调用这么多次,主要是为了保证add成为热点代码,从而使用JIT进行编译。

使用jitWatch进行分析

之前提到了JIT分析的神器jitWatch,今天我们来使用jitWatch来分析上面的代码。



从jitWatch的github中下载源码,运行

mvn exec:java



打开sandbox,选择我们编写的类文件。点击运行即可。



有不熟悉jitWatch的朋友可以参考我之前写的文章:

JIT的Profile神器JITWatch



然后我们到了下面熟悉的界面:



界面分为三部分,左边是源代码,中间是字节码,最右边是JIT编译的汇编代码。

分析字节码

我们分析下add方法生成的字节码:

0: getstatic #13 // Field b:I
3: iconst_1
4: iadd
5: putstatic #17 // Field a:I
8: getstatic #20 // Field c:I
11: iconst_2
12: iadd
13: putstatic #13 // Field b:I
16: getstatic #17 // Field a:I
19: iconst_3
20: iadd
21: putstatic #20 // Field c:I
24: return

我们可以看到字节码和java源代码是一一对应的。



比如add方法的第一行:

a = b + 1;

相应的字节码是这样的:

0: getstatic #13 // Field b:I
3: iconst_1
4: iadd
5: putstatic #17 // Field a:I

首先通过getstatic拿到字段b的值。然后调用iconst_1,将1加载。



接着调用iadd把1和b相加。最后将生成的值使用putstatic赋值给a。



字节码和源代码一一对应,完全没有问题。

分析汇编代码

那么JIT生成的汇编代码是不是也和java代码一致呢?我们再来看一下生成的汇编代码。



从图片我们可以看出,生成的汇编代码可以分为方法初始化,代码逻辑区,多线程同步,地址和cache line对齐,异常处理,反优化等几个部分。



这里我们主要关注一下代码逻辑区:



从图上我做的标记可以看出,汇编中执行的逻辑是

b=c+2, a =b+1和c=b+4

不光执行顺序发送了变化(重排序),执行逻辑也进行了优化。



大家可能注意到汇编语言中有这样几个不太明白的代码:


0x78(%r10)
0x74(%r10)
0x70(%r10)

通过第二行的注解,我们知道r10存储的是AddTest这个对象,而0x70,0x74和0x78是AddTest中的偏移量,用来定位类变量a,b,c。

总结

从上面的例子可以知道,JIT会对代码进行优化,所以最好的办法是不要自己在java代码中做一些你认为是优化的优化,因为这样可能让JIT在优化的时候变得困惑。从而限制了代码优化的力度。



最后,JIT是一个非常强大的工具。希望大家能够喜欢。



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