1.5 展望Java技术的未来 1.5.2 新一代即时编译器

1.5.2 新一代即时编译器

对需要长时间运行的应用来说，由于经过充分预热，热点代码会被HotSpot的探测机制准确定位捕 获，并将其编译为物理硬件可直接执行的机器码，在这类应用中Java的运行效率很大程度上取决于即 时编译器所输出的代码质量。

HotSpot虚拟机中含有两个即时编译器，分别是编译耗时短但输出代码优化程度较低的客户端编译 器（简称为C1）以及编译耗时长但输出代码优化质量也更高的服务端编译器（简称为C2），通常它们 会在分层编译机制下与解释器互相配合来共同构成HotSpot虚拟机的执行子系统（这部分具体内容将在 本书第11章展开讲解）。

自JDK 10起，HotSpot中又加入了一个全新的即时编译器：Graal编译器，看名字就可以联想到它 是来自于前一节提到的Graal VM。Graal编译器是以C2编译器替代者的身份登场的。C2的历史已经非 常长了，可以追溯到Cliff Click大神读博士期间的作品，这个由C++写成的编译器尽管目前依然效果拔 群，但已经复杂到连Cliff Click本人都不愿意继续维护的程度。而Graal编译器本身就是由Java语言写 成，实现时又刻意与C2采用了同一种名为“Sea-of-Nodes”的高级中间表示（High IR）形式，使其能够 更容易借鉴C2的优点。Graal编译器比C2编译器晚了足足二十年面世，有着极其充沛的后发优势，在保 持输出相近质量的编译代码的同时，开发效率和扩展性上都要显著优于C2编译器，这决定了C2编译器 中优秀的代码优化技术可以轻易地移植到Graal编译器上，但是反过来Graal编译器中行之有效的优化在 C2编译器里实现起来则异常艰难。这种情况下，Graal的编译效果短短几年间迅速追平了C2，甚至某些 测试项中开始逐渐反超C2编译器。Graal能够做比C2更加复杂的优化，如“部分逃逸分析”（Partial Escape Analysis），也拥有比C2更容易使用激进预测性优化（Aggressive Speculative Optimization）的 策略，支持自定义的预测性假设等。

今天的Graal编译器尚且年幼，还未经过足够多的实践验证，所以仍然带着“实验状态”的标签，需 要用开关参数去激活^1，这让笔者不禁联想起JDK 1.3时代，HotSpot虚拟机刚刚横空出世时的场景， 同样也是需要用开关激活，也是作为Classic虚拟机的替代品的一段历史。

Graal编译器未来的前途可期，作为Java虚拟机执行代码的最新引擎，它的持续改进，会同时为 HotSpot与Graal VM注入更快更强的驱动力。