移動(dòng)系統(tǒng)中的Java虛擬機(jī)

1、移動(dòng)系統(tǒng)中的Java虛擬機(jī)徐偉剛Java是一種面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言一次編譯，到處運(yùn)行全世界有超過(guò)1000萬(wàn)Java開(kāi)發(fā)者Java簡(jiǎn)介1995年Sun公司發(fā)布Java語(yǔ)言1996年發(fā)布JDK1.01999年發(fā)布J2SE、J2EE、J2ME標(biāo)準(zhǔn)2006年Sun以O(shè)penJDK開(kāi)源Java2009年Oracle收購(gòu)SunJava發(fā)展簡(jiǎn)介-SunJ2ME: Nokia、Jblend、MirandAndroidJava發(fā)展簡(jiǎn)介-移動(dòng)JavaJava虛擬機(jī)的性能追求移動(dòng)系統(tǒng)的限制 CPU 芯片廠商技術(shù)能力 內(nèi)存 價(jià)格 功耗 無(wú)持久電源矛盾Java虛擬機(jī)架構(gòu)compilerbinary convertorbi

2、nary optimizerinterpreterJITstackheapthreadJNIDebugger & profilerbinary loaderformatenginemechanismJava虛擬機(jī)架構(gòu)Java虛擬機(jī)-指令體系Java使用與平臺(tái)指令無(wú)關(guān)的字節(jié)碼虛擬機(jī)解釋執(zhí)行字節(jié)碼Java虛擬機(jī)-指令模式棧式寄存器式操作數(shù)位置方法調(diào)用棧幀虛擬機(jī)寄存器解釋器效率指令數(shù)目多，低效指令數(shù)目少，高效編譯器實(shí)現(xiàn)難度臨時(shí)變量在棧上，易實(shí)現(xiàn)需高效的寄存器分配算法進(jìn)一步優(yōu)化可能與CPU指令相差較大，優(yōu)化難度大與CPU指令較為接近，在匯編解析器、芯片優(yōu)化等方面均有可能進(jìn)一步優(yōu)化Java虛擬機(jī)-指令體

3、系以java代碼為例：a = b + c棧式指令：ILOAD cILOAD bIADDISTORE a寄存器式指令:l_add a, b, cJava虛擬機(jī)-解釋器指令分發(fā)for(;) ins = fetch_next_instruction();switch(ins) case OP_001:handle_OP_001;break;case OP_002:handle_OP_002;break;switch-case versionJava虛擬機(jī)-解釋器指令分發(fā)handle_addresses;pre-calculate_handle_addresses();for(;) ins = fet

4、ch_next_instruction();goto handle_addressesins;goto-address versionJava虛擬機(jī)-解釋器指令分發(fā)#define GOTO_OPCODE(_reg) add pc, rIBASE, _reg, lsl #6.balign 64.L_OP_001: FETCH_ADVANCE_INST GET_INST_OPCODE(ip) GOTO_OPCODE(ip).balign 64.L_OP_002: GOTO_OPCODE(ip)align-goto version(Dalvik ARM)Java虛擬機(jī)-JIThot spotfetc

5、h instructioninterpret instructioncompiledcode cachecompile queueinstruction decodeflow graphcode generatorexecute code cacheYNYNinterpreterJIT compilerSSAJust in time compiler 及時(shí)將熱代碼翻譯成目標(biāo)機(jī)器指令執(zhí)行Java虛擬機(jī)-JIT優(yōu)化點(diǎn)消除指令分發(fā)使用物理寄存器基于目標(biāo)指令優(yōu)化基于動(dòng)態(tài)信息優(yōu)化Java虛擬機(jī)-JIT優(yōu)化點(diǎn)示例a = b + c;e= a + d;fectch_opload R1 - bload R2

6、- cR3 = R1 + R2store a - R3goto_next_opfectch_opload R1 - aload R2 - dR3 = R1 + R2store e - R3goto_next_opload R1 - bload R2 - cR3 = R1+ R2load R4 - dR5= R3 + R4store e - R5Java虛擬機(jī)-對(duì)象訪問(wèn)Java對(duì)象 vs C指針gc影響resolveJava虛擬機(jī)-內(nèi)存gc指標(biāo)-吞吐量、碎片率沒(méi)有最好，只有最合適Java虛擬機(jī)-內(nèi)存 移動(dòng)vs非移動(dòng)移動(dòng)式非移動(dòng)式碎片無(wú)有分配效率高低gc效率低（大內(nèi)存特別嚴(yán)重）高并行g(shù)c可行性業(yè)界無(wú)方案可行Java虛擬機(jī)-安裝預(yù)優(yōu)化提前re