在部门的商用虚拟机中，Java 法式最初是经由注释器（ Interpreter ）进行注释执行的，当虚拟机发现某个方式或代码块的运行稀奇频仍的时候，就会把这些代码认定为“热点代码”。为了提高热点代码的执行效率，在运行时，即时编译器（Just In Time Compiler ）会把这些代码编译成与内陆..相关的机械码，并进行各类条理的优化。1、HotSpot 内的即时编译器
注释器和编译器各有各的长处：
注释器长处：当法式需要敏捷启动的时候，注释器能够首先施展感化，省去了编译的时间，立刻执行。注释执行占用更小的内存空间。同时，当编译器进行的激进优化失败的时候，还能够进行逆优化来恢复到注释执行的状况。
编译器长处：在法式运行时，跟着时间的推移，编译器逐渐施展感化，把越来越多的代码编译成内陆代码之后，能够获得更高的执行效率。
是以，整个虚拟机执行架构中，注释器与编译器经常合营工作，如下图所示。
HotSpot中内置了两个即时编译器，离别称为 Client Compiler和 Server Compiler ，或许简称为 C1 编译器和 C2 编译器。今朝的 HotSpot 编译器默认的是注释器和个中一个即时编译器合营的体式工作，具体是哪一个编译器，取决于虚拟机运行的模式，HotSpot 虚拟机会凭据自身版本与较量机的硬件机能主动选择运行模式，用户也能够使用 -client 和 -server 参数强制指定虚拟机运行在 Client 模式或许 Server 模式。这种合营使用的体式称为“夹杂模式”（Mixed Mode），用户能够使用参数 -Xint 强制虚拟机运行于 “注释模式”（Interpreted Mode），这时候编译器完全不介入工作。此外，使用 -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体式执行，然则注释器仍然要在编译无法进行的情形下接入执行过程。经由虚拟机 -version 号令能够查察当前默认的运行模式。
2、被编译对象和触发前提在运行过程中会被即时编译的“热点代码”有两类，即：
被多次挪用的方式
被多次执行的轮回体
对于第一种，编译器会将整个方式作为编译对象，这也是尺度的JIT 编译体式。对于第二种是由轮回体出发的，然则编译器依然会以整个方式作为编译对象，因为发生在方式执行过程中，称为栈上替代。
判断一段代码是否是热点代码，是不是需要出发即时编译，如许的行为称为热点探测（Hot Spot Detection），探测算法有两种，离别为。
基于采样的热点探测（Sample Based Hot Spot Detection）：虚拟机会周期的对各个线程栈顶进行搜检，若是某些方式经常显现在栈顶，这个方式就是“热点方式”。优点是实现简洁、高效，很轻易获取方式挪用关系。瑕玷是很难确认方式的reduce，轻易受到线程壅塞或其他外因骚动。
基于计数器的热点探测（Counter Based Hot Spot Detection）：为每个方式（甚至是代码块）竖立计数器，执行次数跨越阈值就认为是“热点方式”。长处是统计究竟正确严谨。瑕玷是实现麻烦，不克直接获取方式的挪用关系。
HotSpot 使用的是第二种-基于手艺其的热点探测，而且有两类计数器：方式挪用计数器（Invocation Counter ）和回边计数器（Back Edge Counter ）。
这两个计数器都有一个确定的阈值，跨越后便会触发 JIT 编译。
首先是方式挪用计数器。Client 模式下默认阈值是 1500 次，在 Server 模式下是 10000次，这个阈值能够经由 -XX：CompileThreadhold 来工资设定。若是不做任何设置，方式挪用计数器统计的并不是方式被挪用的绝对次数，而是一个相对的执行频率，即一段时间之内的方式被挪用的次数。当跨越必然的时间限度，若是方式的挪用次数仍然不足以让它提交给即时编译器编译，那么这个方式的挪用计数器就会被削减一半，这个过程称为方式挪用计数器热度的衰减（Counter Decay），而这段时间就成为此方式的统计的半衰周期（ Counter Half Life Time）。进行热度衰减的动作是在虚拟机进行垃圾收集时顺便进行的，能够使用虚拟机参数 -XX：CounterHalfLifeTime 参数设置半衰周期的时间，单元单子是秒。整个 JIT 编译的交互过程如下图。
第二个回边计数器，感化是统计一个方式中轮回体代码执行的次数，在字节码中碰到掌握流向后跳转的指令称为“回边”（ Back Edge ）。显然，竖立回边计数器统计的目的就是为了触发 OSR 编译。关于这个计数器的阈值， HotSpot 供应了 -XX：BackEdgeThreshold 供用户设置，然则当前的虚拟机实际上使用了 -XX：OnStackReplacePercentage 来简介调整阈值，较量公式如下：
在 Client 模式下， 公式为 方式挪用计数器阈值（CompileThreshold）X OSR 比率（OnStackReplacePercentage）/ 100 。个中 OSR 比率默认为 933，那么，回边计数器的阈值为 13995。
在 Server 模式下，公式为 方式挪用计数器阈值（Compile Threashold）X （OSR (OnStackReplacePercentage)- 注释器监控比率 （InterpreterProfilePercent））/100
个中 onStackReplacePercentage 默认值为 140，InterpreterProfilePercentage 默认值为 33，若是都取默认值，那么 Server 模式虚拟机回边计数器阈值为 10700 。执行过程，如下图。
3、编译过程
默认情形下，无论是方式挪用发生的即时编译恳求，照样 OSR 恳求，虚拟机在代码编译器还未完成之前，都仍然将按照注释体式持续执行，而编译动作则在后台的编译线程中进行，用户能够经由参数 -XX：-BackgroundCompilation 来禁止后台编译，如许，一旦达到 JIT 的编译前提，执行线程向虚拟机提交便已恳求之后便会一向守候，直到编译过程完成后再起头执行编译器输出的内陆代码。
对于 Client 模式而言
它是一个简洁快速的三段式编译器，首要存眷点在于局部的优化，抛却了很多耗时较长的全局优化手段。
第一阶段，一个..自力的前端将字节码组织成一种高级中央代码透露（High-Level Intermediate Representaion ， HIR）。在此之前，编译器会在字节码上完成一部门根蒂优化，如 方式内联，常量流传等优化。
第二阶段，一个..相关的后端从 HIR 中发生初级中央代码透露（Low-Level Intermediate Representation ，LIR），而在此之前会在 HIR 上完成此外一些优化，如空值搜检消弭，局限搜检消弭等，让HIR 更为高效。
第三阶段，在..相关的后端使用线性扫描算法（Linear Scan Register Allocation）在 LIR 上分派寄放器，做窥孔（Peephole）优化，然后发生机械码。Client Compiler 的大略执行过程如下图所示：
对于 Server Compiler 模式而言
它是专门面向办事端的典型应用，并为办事端的机能设置稀奇调整过的编译器，也是一个充裕优化过的高级编译器，几乎能达到 GNU C++ 编译器使用-O2 参数时的优化强度，它会执行所有的经典的优化动作，如 无用代码消弭（Dead Code Elimination）、轮回睁开（Loop Unrolling）、轮回表达式外提（Loop Expression Hoisting）、消弭民众子表达式（Common Subexpression Elimination）、常量流传（Constant Propagation）、根基块冲排序（Basic Block Reordering）等，还会实施一些与 Java 说话特征亲切相关的优化手艺，如局限搜检消弭（Range Check Elimination）、空值搜检消弭（Null Check Elimination ，不外并非所有的空值搜检消弭都是依靠编译器优化的，有一些是在代码运行过程中主动优化 了）等。此外，还或者凭据注释器或Client Compiler 供应的机能监控信息，进行一些不不乱的激进优化，如 捍卫内联（Guarded Inlining）、分支频率展望（Branch Frequency Prediction）等。
Server Compiler 编译器能够充裕行使某些处理器架构，如（RISC）上的大寄放器鸠合。从即时编译的角度来看， Server Compiler 无疑是对照迟缓的，但它的便以速度仍远远跨越传统的静态优化编译器，并且它相对于 Client Compiler编译输出的代码质量有所提高，能够削减内陆代码的执行时间，从而抵消了额外的编译时间开销，所以也有好多非办事端的应用选择使用 Server 模式的虚拟机运行。
