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JVM系列之:通过一个例子分析JIT的汇编代码
2020-07-31 14:49:13

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 = ; 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

即可开启jitWatch之旅。


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:

: 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:I16: getstatic       #17  // Field a:I19: iconst_3        20: iadd            21: putstatic       #20  // Field c:I24: 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:

: 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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程序那些事
创建时间:2020-06-17 07:11:38
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