移動系統(tǒng)中的Java虛擬機

1、移動系統(tǒng)中的Java虛擬機徐偉剛Java是一種面向對象的編程語言一次編譯，到處運行全世界有超過1000萬Java開發(fā)者Java簡介1995年Sun公司發(fā)布Java語言1996年發(fā)布JDK1.01999年發(fā)布J2SE、J2EE、J2ME標準2006年Sun以OpenJDK開源Java2009年Oracle收購SunJava發(fā)展簡介-SunJ2ME: Nokia、Jblend、MirandAndroidJava發(fā)展簡介-移動JavaJava虛擬機的性能追求移動系統(tǒng)的限制 CPU 芯片廠商技術能力 內(nèi)存 價格 功耗 無持久電源矛盾Java虛擬機架構compilerbinary convertorbi

2、nary optimizerinterpreterJITstackheapthreadJNIDebugger & profilerbinary loaderformatenginemechanismJava虛擬機架構Java虛擬機-指令體系Java使用與平臺指令無關的字節(jié)碼虛擬機解釋執(zhí)行字節(jié)碼Java虛擬機-指令模式棧式寄存器式操作數(shù)位置方法調用棧幀虛擬機寄存器解釋器效率指令數(shù)目多，低效指令數(shù)目少，高效編譯器實現(xiàn)難度臨時變量在棧上，易實現(xiàn)需高效的寄存器分配算法進一步優(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一步優(yōu)化Java虛擬機-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-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-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-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-JIThot spotfetc

5、h instructioninterpret instructioncompiledcode cachecompile queueinstruction decodeflow graphcode generatorexecute code cacheYNYNinterpreterJIT compilerSSAJust in time compiler 及時將熱代碼翻譯成目標機器指令執(zhí)行Java虛擬機-JIT優(yōu)化點消除指令分發(fā)使用物理寄存器基于目標指令優(yōu)化基于動態(tài)信息優(yōu)化Java虛擬機-JIT優(yōu)化點示例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-對象訪問Java對象 vs C指針gc影響resolveJava虛擬機-內(nèi)存gc指標-吞吐量、碎片率沒有最好，只有最合適Java虛擬機-內(nèi)存 移動vs非移動移動式非移動式碎片無有分配效率高低gc效率低（大內(nèi)存特別嚴重）高并行gc可行性業(yè)界無方案可行Java虛擬機-安裝預優(yōu)化提前re