HotSpot虛擬機內部集成了兩個即時編譯器，分別被稱為C1編譯器（Client Compiler/ Quick Complier）和C2編譯器（Server Compiler）。自Java 9起，-server模式（即啟用C2編譯器或分層編譯）是默認選項，-client選項通常會被忽略。
C1編譯器的啟動速度較快，主要關注局部的、簡單且可靠的優化策略，例如方法內聯、常量傳播、死代碼消除、冗余消除等。相比之下，C2編譯器則專注于全局優化，這些優化通常需要更長的編譯時間，甚至會根據性能監控（profiling）數據進行一些激進但不一定可靠的優化，例如更復雜的內聯決策、逃逸分析、循環優化、向量化等。C2編譯器的性能通常比C1編譯器高出30%以上，因此更適合長時間運行的后臺程序。
從Java 7開始引入，并在Java 8中成為默認策略（當C2可用時），分層編譯結合了C1的快速啟動和C2的高峰值性能。它將編譯過程劃分為5個層次。
1）第0層：解釋執行收集性能監控數據，主要是方法調用計數器和循環回邊計數器。
2）第1層：C1編譯器（Simple C1）不進行Profiling，快速編譯為本地代碼。
3）第2層：C1編譯器（Limited Profile C1）進行少量的Profiling（調用次數、循環次數）。
4）第3層：C1編譯器（Full Profile C1）進行全面的Profiling，收集包括分支頻率、類型信息等更詳細的數據，為C2做準備。
5）第4層：C2編譯器利用C1收集到的詳盡Profiling數據，進行最大程度的優化編譯。
性能監控是在程序執行過程中收集反映代碼執行狀態的數據，如方法調用頻率、循環執行頻率、分支跳轉信息、類型剖面等。這些數據是即時編譯器（尤其是C2）做出明智優化決策的依據。性能監控的精度越高，其帶來的額外性能開銷就越大。最基本的是方法調用計數器和循環回邊計數器，用于識別熱點代碼并觸發即時編譯。編譯閾值是動態的，并且受分層編譯策略的影響，但傳統的Client模式下默認閾值約為1500次調用，Server模式下約為10000次調用（這些具體數字可能隨JDK版本和模式變化）。

方法調用計數器
方法調用計數器（Invocation counter），顧名思義，這個計數器就是用于統計方法被調用的次數。需注意該計數器統計的非絕對次數，而是衡量一個相對的執行頻率。當超過一定的時間限度，如果方法的調用次數仍不足以觸發即時編譯，那這個方法的調用計數會被減少一半，這個過程稱為熱度的衰減 (Counter decay)，而這段時間就稱為此方法統計的半衰周期 (Counter half life time)。

@RequestMapping(value = "/input")
public CommonResponse input(@RequestBody InputRequest request) {
     // 如果 input 方法本身成為熱點，它會被JIT編譯。
     // JIT編譯器可能會決定將 doSomething 方法內聯到 input 方法中，
     // 如果 doSomething 方法符合內聯條件（如方法體小、調用頻繁等）。
     return CommonResponse.ok(doSomething(request));
}
    
public void doSomething(InputRequest request) {
     // 如果 doSomething 方法自身被頻繁調用（無論是直接調用還是通過 input 間接調用），
     // 并且達到了編譯閾值，它也會被JIT編譯成本地機器碼。
     // ... 復雜的業務邏輯 ...
}

循環回邊計數器
循環回邊計數器（Loop backEdge counter）會對程序中的循環進行計數。每當程序執行一次循環的回邊（即從循環的末尾跳回到循環的開始），循環回邊計數器的值就會增加。

void loop() {
    int sum = 0;
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        sum += i;
    }
}

上面這段代碼經過編譯生成下面的字節碼：

  public void loop();
    Code:
       0: iconst_0
       1: istore_1
       2: iconst_0
       3: istore_2
       4: iload_2
       5: bipush        10
       7: if_icmpge     20
      10: iload_1
      11: iload_2
      12: iadd
      13: istore_1
      14: iinc          2, 1
      17: goto          4
      20: return

在上述字節碼中，循環回邊計數器被存儲在第7行的if_icmpge指令中。if_icmpge指令用于接收兩個操作數用于比較計算，以決定循環體跳轉的位置。在解釋執行時，每當運行一次該指令，該方法的循環回邊計數器加1。
循環回邊計數器觸發的優化編譯技術叫作棧上替換 （On stack replacement，OSR） 。假設有一個方法只被調用一次，但卻包含超過一萬次以上循環迭代次數，這個循環方法無法以方法調用計數來統計。而棧上替換技術解決了這個問題。當編譯器檢測到一個循環已經迭代次數達到閾值時，動態地將這個循環（以及包含它的方法的一部分）編譯成本地機器碼，并讓當前正在執行的線程“切換”到新編譯的代碼上繼續執行循環，而無需等待方法調用結束。

void largeLoop() {
   // 假設此方法只被調用一次
    long sum = 0;
    // 1. 循環回邊計數器通過迭代統計，即使方法調用次數少，此循環也會變熱。
    // 2. 當達到OSR閾值，JIT會將循環部分編譯成本地機器碼。
    // 3. 正在執行的線程會從解釋執行（或C1代碼）的循環“棧上替換”到新編譯的C2代碼。
    for (int i = 0; i < 100000000; i++) { // 非常大的循環次數
        sum += i;
        // ... 其他操作 ...
    }
    System.out.println(sum);
}

未完待續

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