JIT 和 JVM 之间的区别

JVM 和 JIT 编译器在 Java 程序的执行中都扮演着独特的角色。JVM 为 Java 字节码的执行提供运行时环境，而 JIT 编译器则通过将频繁使用的字节码转换为本地机器码来提高程序执行性能。

Java 虚拟机 (JVM)

JVM 是 Java 框架的核心，是一个至关重要的程序，介于 Java 计算机语言和执行程序的计算机之间。它致力于实现 Java 最重要的目标，即“编写一次，处处运行 (WORA)”的能力。Windows、Linux 和 macOS 用户都可以访问相同的 Java 代码，并且可以在不修改的情况下在任何地方执行。它首先由一个与平台无关的 Java 编译器转换为字节码（.class 文件）。然后 JVM 可以在任何机器上执行字节码。

JVM 的功能

JVM 在执行程序时提供了一个全面的运行时系统环境。应用程序将编译后的 .class 文件加载到内存的过程称为类加载。

字节码验证： 它确保加载的字节码是安全的，并且符合 JVM 的规则，这有助于防止任何恶意或损坏的代码运行。

内存管理： 它管理程序的内存需求，包括为新对象分配堆空间，并启动垃圾回收器自动清理不再需要的对象。执行引擎是实际运行字节码的部分。它由解释器、JIT 编译器和垃圾回收器组成。

即时 (JIT) 编译器

即时 (JIT) 编译器是 Java 虚拟机 (JVM) 的一个关键组件，可以显著加快 Java 程序的运行速度。它的主要作用是弥合解释代码和本地机器代码之间的性能差距。JIT 通过在程序运行时将程序的字节码编译成高度优化的本地代码来实现这一点。

JIT 编译器的功能和组成部分

一旦找到热点，JIT 编译器就会快速将该字节码段转换为本地机器码。因此，当程序中的同一部分需要再次运行时，JVM 可以跳过解释字节码，而是使用预编译的本地代码。这会给程序带来显著的速度提升。

在整个过程中，智能的 JIT 编译器会执行多项优化

内联： 它用方法体中的实际代码替换方法调用，消除了调用方法时产生的轻微延迟。

死代码消除： 任何未使用的代码都会被丢弃。

寄存器分配： 它确定将变量存储在处理器内存中的最佳方式，以实现更快的访问。

JVM 与 JIT 对比

Java 编译和执行过程

它展示了 Java 代码从源文件到执行的完整过程。它强调这个过程不是一个单一的步骤，而是一个包含编译和解释两个阶段的系统。

Java 源代码： 我们在 .java 文件中编写 Java 程序。

Java 编译器： 编译器（如 javac）将源代码编译成与平台无关的字节码，保存在 .class 文件中。

JVM： JVM 接收字节码并在特定操作系统上执行它。

JVM 内部架构

它展示了 JIT 如何仅仅是更大、更复杂机器的一个部分。

类加载子系统： 加载 .class 文件。

运行时数据区： 包括方法区、堆、栈、PC 寄存器和本地方法栈，它们在程序执行期间存储数据和指令。

执行引擎： 它是负责执行字节码的核心组件。它包含

• 解释器： 它逐条解释字节码指令。
• JIT： 它将频繁使用的字节码编译成本地机器码以提高性能。
• 垃圾回收器： 它管理内存并回收空间。

JIT 在性能中的作用

它侧重于 JIT 编译器在 JVM 中的过程。它展示了 JIT 编译器如何在运行时优化代码。

字节码执行： 最初，JVM 的解释器运行字节码。

热点检测： JVM 分析代码并识别“热点”或频繁执行的方法。

JIT 编译： JIT 编译器获取这些热点的字节码，并将它们编译成高度优化的本地机器码。

执行： 随后对“热”方法的调用将使用新的、高度优化的本地代码，从而带来显著的性能提升。

结论

JVM 和 JIT 都是 Java 运行时环境的关键组成部分，它们各自扮演着独特但互补的角色。Java 的 **WORA** 概念是通过 JVM，一个平台无关的运行时环境来实现的。它提供了关键功能，如字节码验证、内存管理和类加载。

然而，JIT 编译器是 JVM 执行引擎中一个强大的性能提升部分。JIT 的目的是找到频繁执行的代码段，并在运行时将它们编译成本地机器码并进行优化。

JIT 和 JVM 选择题

Q1. JVM 的主要功能是通过为 Java 字节码（.class）的执行提供一个 ______ 来确保 WORA 原则。

1. 编译器
2. 运行时环境
3. 内存管理器
4. 调试器

Q2. 通过编译频繁使用的字节码（.class），JIT 编译器在 JVM 的 ______ 中工作，以提高程序性能。

1. 类加载器
2. 垃圾回收器
3. 运行时数据区
4. 执行引擎

Q3. 为了最大化性能，JIT 编译器专注于编译称为 ______ 的特定代码段。

1. 冷点
2. 热点
3. 死代码
4. 本地代码

Q4. 在 JVM 启动之前，______ 负责将 .java 文件转换为与平台无关的 .class 文件（字节码）。

1. JIT 编译器
2. Java 编译器
3. 垃圾回收器
4. 解释器

Q5. JIT 编译器使用 ______ 作为其一种优化策略，它用方法的实际代码替换方法调用，以最小化开销。

1. 寄存器分配
2. 死代码消除
3. 内联
4. 字节码验证