From 9e3d4fe1beeac367c0db88655576348d75176ea5 Mon Sep 17 00:00:00 2001
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Date: Tue, 30 Jul 2019 08:23:40 +0800
Subject: [PATCH] =?UTF-8?q?Create=20=E7=BC=96=E8=AF=91=E4=BC=98=E5=8C=96.m?=
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 blogs/JVM/编译优化.md | 139 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
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new file mode 100644
index 0000000..3eab35d
--- /dev/null
+++ b/blogs/JVM/编译优化.md
@@ -0,0 +1,139 @@
+---
+从 final 能够“提升”程序性能，谈编译优化
+---
+
+#### 前言
+
+或许你不止一次听说过 fianl 能够提升程序性能，那真的是这样的嘛？
+
+本节先通过讲解主流编译优化的手段，了解完编译优化的思想和内在原理，相信你对这个问题就会做出一个很好的回答。
+
+#### 概述
+
+对于 Java 代码的编译，分为前端编译和后端编译。
+
+前端编译是指通过 Javac 工具，将 Java 代码转化为字节码的过程。既然 Javac 负责字节码的生成，那肯定就会有一些通用的优化手段。比如常量折叠、自动装拆箱、循环遍历、条件编译等。其次，还有使用 StringContactFactory 对 “+” 的重载的统一入口等。
+
+后端编译则是指 JVM 内置的解释器和即时编译器（C1、C2）。
+
+JVM 在对代码执行的优化可以分为运行时优化和即时编译器（JIT）优化。运行时优化主要是解释执行和动态编译通用的一些机制，比如说锁机制（如偏斜锁）、内存分配机制（如 TLAB）等。除此之外，还有一些专门用于优化解释执行效率的，比如说模版解释器、内联缓存（inline cache，用于优化虚方法调用的动态绑定）。
+
+JVM 的即时编译器优化是指将热点代码以方法为单位转换成机器码，直接运行在底层硬件之上。它采用了多种优化方式，包括静态编译器可以使用的如方法内联、逃逸分析，也包括基于程序运行 profile 的投机性优化（speculative/optimistic optimization）。
+
+#### 编译优化
+
+1. 前端编译优化
+   - 常量折叠
+   - 条件编译
+2. 后端编译优化
+   - 锁机制
+   - 内存分配机制
+   - Intrinsic 机制
+   - 方法内联
+   - 逃逸分析
+
+2. 循环优化
+6. 向量化
+7. 其他
+
+#### 常量折叠
+
+常量折叠发生在 Javac 的编译过程中的语义分析过程中的标注检查阶段。
+
+```java
+String abc = "a" + "b" + "c";
+```
+
+以上代码经过常量折叠之后变为：
+
+```java
+String abc = "abc";
+```
+
+#### 条件编译
+
+```java
+    public void show() {
+        if (1 + 1 != 2) {
+            //do something
+        }
+    }
+```
+
+Java 语言中条件编译的实现，也是 Java 语言的一颗语法糖，根据布尔常量值的真假，编译器会把分支中不成立的代码块消除掉，这一工作将在编译器解语法糖阶段完成。
+
+#### 锁机制
+
+JDK 1.6 对锁的实现引入了大量的优化，包括自旋锁、锁消除、偏向锁，轻量级锁来减少锁操作的开销。
+
+锁主要存在四种状态：依次是无锁状态、偏向锁状态、轻量级锁状态、重量级锁状态。
+
+- 自旋锁和自适应自旋
+
+  在很多应用中，锁定状态只会持续很短的时间，为了这么一点时间就去挂起、恢复线程，不值得。我可以让等待线程执行一定次数的循环，在循环中去获取锁，这就称为自旋锁。它可以节省系统切换线程的消耗，但是仍占用处理器。在之后又引入自适应的自旋锁，不再通过次数来限制，而是由前一次在同一个锁上的自旋时间及锁的拥有者的状态来决定。
+
+- 偏向锁
+
+  偏向锁的核心思想是，如果一个线程获得了锁，那么锁就进入偏向模式，当这个线程再次请求锁时，无需再做任何同步操作，即可获取锁。
+
+- CAS
+
+#### 内存分配机制
+
+对象优先在 TLAB 上分配内存。在类加载检查通过后，虚拟机将为新生对象分配内存。对象所需内存的大小在类加载完成后便可完全确定，为对象分配内存空间的任务就等同于把一块确定大小的内存从 Java 堆中划分出来。内存分配方式有两种，一种是指针碰撞，一种是空闲列表。
+
+对象创建在虚拟机中是非常频繁的行为，即使是仅仅修改了一个指针所指向的位置，在并发情况下也并不是线程安全的。解决这个问题有两种办法，一种是对内存分配进行同步处理，另外一种就是把内存分配在 TLAB 上，只有 TLAB 用完并分配新的 TLAB 时，才需要同步锁定。
+
+#### Intrinsic 机制
+
+或者叫做内建方法，对应的注解为 HotSpotIntrinsicCandidate，就是针对特别重要的基础方法，JDK 团队直接提供定制的实现，利用汇编或者编译器的中间表达式编写，然后 JVM 会直接在运行时进行替换。
+
+这么做的理由有很多，例如，在不同体系结构的 CPU 在指令等层面存在着差异，定制才能充分发挥出硬件的能力。我们日常使用的典型字符串操作、数组拷贝等基础方法，HotSpot 虚拟机都提供了内建实现。
+
+在 Math 类刚好有这样的一个例子：
+
+```java
+    public static void main(String[] args) {
+
+        long startTime = System.nanoTime();
+        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
+            int result = Math.max(0, i);
+        }
+        long endTime = System.nanoTime();
+        System.out.println("内建方法执行耗时：");
+        System.out.println(endTime - startTime);
+
+        startTime = System.nanoTime();
+        for (long i = 0; i < 1000; i++) {
+            long result = Math.max(0L, i);
+        }
+        endTime = System.nanoTime();
+        System.out.println("非内建方法执行耗时：");
+        System.out.println(endTime - startTime);
+
+    }
+
+内建方法执行耗时：
+92170
+非内建方法执行耗时：
+97459
+```
+
+#### 方法内联
+
+
+
+#### 循环优化
+
+循环优化有两种：
+
+- 循环无关代码外提
+- 循环展开
+
+#### 方法内联
+
+getter/setter 为例。
+
+#### 其他
+
+还有一些优化方式，比如：