JVM的几点性能优化

　　otSpot，家喻户晓的JVM，我们的Java和Scala程序就运行在它上面。年复一年，一次又一次的迭代，经过无数工程师的不断优化，现在它的代码执行的速度和效率已经逼近本地编译的代码了。

　　它的核心是一个JIT(Just-In-Time)编译器。JIT只有一个目的，就是为了提升你代码的执行速度，这也是HotSpot能如此流行和成功的重要因素。

　　JIT编译器都做了什么?

　　你的代码在执行的时候，JVM会收集它运行的相关数据。一旦收集到了足够的数据，证明某个方法是热点(默认是1万次调用)，JIT就会介入进来，将“运行缓慢的”平台独立的的字节码转化成本地编译的，优化瘦身后的版本。

　　有些优化是显而易见的：比如简单方法内联，删除无用代码，将库函数调用替换成本地方法等。不过JIT编译的威力远不止此。下面列举了它的一些非常有意思的优化：

　　分而治之

　　你是不是经常会这样写代码：

　　StringBuilder sb = new StringBuilder("Ingredients: ");

　　for (int i = 0; i < ingredients.length; i++) {

　　if (i > 0) {

　　sb.append(", ");

　　}

　　sb.append(ingredients[i]);

　　}

　　return sb.toString();

　　或者这样：

　　boolean nemoFound = false;

　　for (int i = 0; i < fish.length; i++) {

　　String curFish = fish[i];

　　if (!nemoFound) {

　　if (curFish.equals("Nemo")) {

　　System.out.println("Nemo! There you are!");

　　nemoFound = true;

　　continue;

　　}

　　}

　　if (nemoFound) {

　　System.out.println("We already found Nemo!");

　　} else {

　　System.out.println("We still haven't found Nemo : (");

　　}

　　}

　　这两个例子的共同之处是，循环体里先是处理这个事情，过一段时间又处理另外一件。编译器可以识别出这些情况，它可以将循环拆分成不同的分支，或者将几次迭代单独剥离。

　　我们来说下第一个例子。if(i>0)第一次的时候是false，后面就一直是true。为什么要每次都判断这个呢?编译器会对它进行优化，就好像你是这样写的一样：

　　StringBuilder sb = new StringBuilder("Ingredients: ");

　　if (ingredients.length > 0) {

　　sb.append(ingredients[0]);

　　for (int i = 1; i < ingredients.length; i++) {

　　sb.append(", ");

　　sb.append(ingredients[i]);

　　}

　　}

　　return sb.toString();

　　这样写的话，多余的if(i > 0)被去掉了，尽管也带来了一些代码重复(两处append),不过性能上得到了提升。

　　边界条件优化

　　检查空指针是很常见的一个操作。有时候null是一个有效的值(比如，表明缺少某个值，或者出现错误)，有时候检查空指针是为了代码能正常运行。

　　有些检查是永远不会失败的(在这里null代表失败)。这里有一个典型的场景：

　　public static String l33tify(String phrase) {

　　if (phrase == null) {

　　throw new IllegalArgumentException("phrase must not be null");

　　}

　　return phrase.replace('e', '3');

　　}

　　如果你代码写得好的话，没有传null值给l33tify方法，这个判断永远不会失败。

　　在多次执行这段代码并且一直没有进入到if语句之后，JIT编译器会认为这个检查很多可能是多余的。然后它会重新编译这个方法，把这个检查去掉，最后代码看起来就像是这样的：

　　public static String l33tify(String phrase) {

　　return phrase.replace('e', '3');

　　}

　　这能显著的提升性能，而且在很多时候这么优化是没有问题的。

　　那万一这个乐观的假设实际上是错了呢?

　　JVM现在执行的已经是本地代码了，空引用可不会引起NullPointerException，而是真正的严重的内存访问冲突，JVM是个低级生物，它会去处理这个段错误，然后恢复执行没有优化过的代码——这个编译器可再也不敢认为它是多余的了：它会重新编译代码，这下空指针的检查又回来了。

　　虚方法内联

　　JVM的JIT编译器和其它静态编译器的最大不同就是,JIT编译器有运行时的动态数据，它可以基于这些数据进行决策。

　　方法内联是编译器一个常见的优化，编译器将方法调用替换成实际调用的代码，以避免一次调用的开销。不过当碰到虚方法调用(动态分发)的话情况就需要点小技巧了。

　　先看下这段代码 ：

　　public class Main {

　　public static void perform(Song s) {

　　s.sing();

　　}

　　}

　　public interface Song { void sing(); }

　　public class GangnamStyle implements Song {

　　@Override

　　public void sing() {

　　System.out.println("Oppan gangnam style!");

　　}

　　}

　　public class Baby implements Song {

　　@Override

　　public void sing() {

　　System.out.println("And I was like baby, baby, baby, oh");

　　}

　　}

　　perform方法可能会被调用了无数次，每次都会调用sing方法。方法调用的开销当然是很大的，尤其像这种，因为它需要根据运行时s的类型来动态选择具体执行的代码。在这里，方法内联看真来像是遥不可及的梦想，对吧?

原文转自：http://it.deepinmind.com/jvm/2014/03/28/jvm-performance-magic-tricks.html