[5-01-01].第04节：初识字节码文件 - 字节码文件作用

JVM学习大纲

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一、字节码文件实现跨平台性：

• Java虚拟机不和任何语言绑定，它只关心"字节码"文件，它与特定的二进制文件是关联的
• 无论何种语言，只要编译结是正确的字节码文件，那么这种语言就可以在Java虚拟机上执行
  

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二、前端编译器:

2.1.前端编译器功能:

• 1.Java的前端编译器的主要任务：负责将符合Java语法规范的Java代码转换为符合JVM规范的字节码文件,前端编译器不属于JVM
  

• 2.javac编译器是常见的前端编译器：配置在path环境变量中的javac编译器是一种能够将Java源码编译为字节码的前端编译器
  

• 3.Javac编译器在将Java源码编译为一个有效的字节码文件过程中经历了4个步骤，分别是 词法解析、语法解析、语义解析以及生成字节码

• 4.想要一个Java程序可以正确的在jvm中运行，Java源码必须要被编译为符合JVM规范的字节码

2.2.前端编译器对比：

• 1.HotSpot VM并没有强制要求前端编译器只能使用javac来编译字节码，其实只要编译结果符合JVM规范都可以被JVM所识别即可
• 2.在Java的前端编译器领域，除了javac之外，还有内置在Eclipse中的ECJ（Eclipse Compiler for Java）编译器。和Javac的全量式编译不同，ECJ是一种增量式编译器
  • 在Eclipse中，当开发人员编写完代码后，使用"Ctrl+s"快捷键时，ECJ编译器所采取的编译方案：是把未编译部分的源码逐行进行编译，而非每次都全量编译。因此ECJ的编译效率会比javac更加迅速和高效，当然编译质量和javac相比大致还是一样的。
  • ECJ不仅是Eclipse的默认内置前端编译器，在Tomcat中同样也是使用ECJ编译器来编译jsp文件。由于ECJ编译器是采用GPLv2的开源协议进行源代码公开，所以，大家可以登录eclipse官网下载ECJ编译器的源码进行二次开发。·默认情况下，Intellij IDEA使用javac编译器（还可以自己设置为Aspect]编译器ajc）
• 3.前端编译器并不会直接涉及编译优化等方面的技术，而是将这些具体优化细节移交给HotSpot的JIT编译器负责

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三、后端编译器

3.1.后端编译器位置:

3.2.后端编译器功能：

JVM中的后端编译器主要指运行时编译器（JIT编译器），它负责将字节码动态编译为本地机器码，以提升程序执行效率

• 热点代码检测（HotSpot Detection）
  • 机制：通过计数器（方法调用次数、循环回边次数）或采样监控代码执行频率
  • 目的：识别频繁执行的代码（"热点代码"），触发编译优化，避免对冷门代码过度编译。
• 分层编译（Tiered Compilation）
  • C1（Client Compiler）：快速编译，进行简单优化（如方法内联、常量传播），适合短期运行的客户端程序
  • C2（Server Compiler）：深度优化（如逃逸分析、循环展开），生成高效机器码，适合长时间运行的服务器应用。
• 分层策略：
  • 先由C1快速编译，再对热点代码由C2优化，平衡启动性能与长期吞吐量
• 编译优化技术 ：
  • 方法内联（Method Inlining）：消除方法调用开销，合并小方法
  • 逃逸分析（Escape Analysis）：若对象未逃逸方法，则优化为栈分配或标量替换，减少GC压力
  • 循环优化：包括循环展开（减少迭代次数）、循环剥离（分离复杂逻辑）等
  • 锁消除（Lock Elision）：若锁对象未共享，则移除同步操作
  • 常量折叠（Constant Folding）：编译期计算常量表达式
  • 虚方法内联（Virtual Call Inlining）：通过类型推断内联多态方法调用

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