Java三種編譯方式

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  Java程式碼需要編譯後才能在虛擬機器中運行，編譯涉及到非常多的知識層面：編譯原理、語言規範、虛擬機器規範、本地機器碼最佳化等；瞭解編譯過程有利於瞭解整個Java運行機制，不僅可以使得我們編寫出更優秀的代碼，而且還可以使得在JVM調優時更得心應手。

下面我們先來看下Java體系中的三種編譯方式：前端編譯、即時編譯（JIT編譯）、靜態提前編譯（AOT編譯），先來瞭解它們各有什麼優點和缺點，再來看看主流的前端編譯+JIT編譯方式的運作過程。

1、前端編譯

       把Java源碼檔案（.java）編譯成Class檔案(.class)的過程；

       也即把滿足Java語言規範的程式轉化為滿足JVM規範所要求格式的功能；

優點：

這階段的最佳化是指程式編碼方面的；

許多Java文法新特性（"文法糖"：泛型、內部類等等），是靠前端編譯器實現的,而不是依賴虛擬機器；

編譯成的Class檔案可以直接給JVM解譯器解釋執行，省去編譯時間，加快啟動速度；

缺點：

對代碼運行效率幾乎沒有任何最佳化措施；

解釋執行效率較低，所以需要結合下面的JIT編譯；    

前端編譯器：Oracle javac、Eclipse JDT中的增量式編譯器（ECJ）等;

2、後端編譯/即時(JIT)編譯

      通過Java虛擬機器（JVM）內建的即時編譯器（Just In Time Compiler，JIT編譯器）；在運行時把Class檔案位元組碼編譯成本地機器碼的過程；            

優點：

通過在運行時收集監控資訊，把"熱點代碼"（Hot Spot Code）編譯成與本地平台相關的機器碼，並進行各種層次的最佳化；

可以大大提高執行效率；

缺點：

收集監控資訊影響程式運行；

編譯過程佔用程式已耗用時間（如使得啟動速度變慢）；

編譯機器碼佔用記憶體；

JIT編譯器：HotSpot虛擬機器的C1、C2編譯器等；

 

另外，JIT編譯速度及編譯結果的優劣，是衡量一個JVM效能的很重要指標；

所以對程式運行效能最佳化集中到這個階段；

也就是說可以對這個階段進行JVM調優；

3、靜態提前編譯（Ahead Of Time，AOT編譯）

       程式運行前，直接把Java源碼檔案（.java）編譯成本地機器碼的過程；

優點：

編譯不佔用已耗用時間，可以做一些較耗時的最佳化，並可加快程式啟動；

把編譯的本地機器碼儲存磁碟，不佔用記憶體，並可多次使用；

缺點：

因為Java語言的動態性（如反射）帶來了額外的複雜性，影響了靜態編譯代碼的品質；

一般靜態編譯不如JIT編譯的品質，這種方式用得比較少；

靜態提前編譯器（AOT編譯器）：JAOTC、GCJ、Excelsior JET、ART (Android Runtime)等；

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