JVM系列之:通过一个例子分析JIT的汇编代码

灰太狼 2023-03-03 11:18 3阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  简介
 *  一个简单的例子
 *  使用jitWatch进行分析
 *  分析字节码
 *  分析汇编代码
 *  总结

# 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][JIT_Profile_JITWatch]

然后我们到了下面熟悉的界面：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_0_text_aHR0cDovL3d3dy5mbHlkZWFuLmNvbQ_size_35_color_8F8F8F_t_70][]

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。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_0_text_aHR0cDovL3d3dy5mbHlkZWFuLmNvbQ_size_35_color_8F8F8F_t_70 1][]

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，返优化等几个部分。

这里我们主要关注一下代码逻辑区：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_0_text_aHR0cDovL3d3dy5mbHlkZWFuLmNvbQ_size_35_color_8F8F8F_t_70 2][]

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。

> 本文作者：flydean程序那些事
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