虚拟机HotSpot虚拟机类加载及优化的原理与实现

HotSpot虚拟机类加载及优化的原理与实现

摘要本文通过对HosSpot虚拟机类加载工作原理的分析结合HotSpot的源代码研究了类加载的具体细节着重分析了类加载的过程及类在虚拟机中的运行细节应用热点探测的原理达到虚拟机优化的目标。

关键字热点探测虚拟机类优化类加载

1引言

即时编译器编译性能的好坏及代码优化程度的高低作为衡量商用j ava虚拟机的关键技术指标 同时也是虚拟机技术水平的最好体现。 由于j ava虚拟机规范知识规定了字节码指令的动作但并没有规定虚拟机的实现方式。执行引擎的核心动作就是不停读取字节码解释编译执行直到虚拟机进程的退出为止。Sun HotSpot虚拟机执行引擎为解释器与编译器共存的架构方式 内部的编译器是即时编译器主要由Client Compiler和Server Compiler构成解释器与其中的一种构成混合模式的虚拟机执行引擎。

HotSpot的执行引擎采用解释器和即时编译器共存的架构对于一般的代码采用解释器每次读取字节码指令将指令解释乘本地代码并予以执行。这样机制能够有效节约内存减少编译时间让代码更加快速的进入执行状态但是存在代码执行效率低的缺点。即时编译器采用热点代码侦测技术实时把热点代码编译成本地代码调用的时候优先使用本地编译过的代码可以大大提高虚拟机的运行速度。另外不同的编译器还能有效实现局部或全局的代码的优化有效提高字节码的解释效率节约程序的调用时间。

2 HotSpot中的JIT的实现原理

从java虚拟机角度观察 hotspot中类的加载分两种情况一种是启动类加载器的加载器 由CPP代码实现另外一种就是加载其他类的加载器。 以下代码分析的都是在目录 /ope nj dk/hotspo t/s rc/s hare/vm下 以下出现的目录都位于该目录之下。 由于最开始java环境还没有通过CPP代码构建编译的环境

首先 ho tspo t启动时根据运行环境的不同决定使用的寄存器、指令集及缓存大小等判断C P U架构类型在sp arc、 x86、 x86-64或ar m等结构中选择根据架构的不同加载不同的文件。

然后进行加载过程的第一步—验证

1格式的验证主要验证文件的魔数是否正确、主次版本号是否合理、常量池中的常量内类是否合法、常量的索引是否符合、结构是否符合UTF 8编码等。此时如果常量池中的还有内容没有加载便进行常量池的清理就会出现错误。