第10章 前端编译与优化 10.1 概述

发表于 更新于 分类于 ， ， ， Waline： 本文字数： 1.2k 阅读时长 ≈ 1 分钟

第10章 前端编译与优化

从计算机程序出现的第一天起，对效率的追逐就是程序员天生的坚定信仰，这个过程犹如一场没有终点、永不停歇的F1方程式竞赛，程序员是车手，技术平台则是在赛道上飞驰的赛车。

10.1 概述

在Java技术下谈“编译期”而没有具体上下文语境的话，其实是一句很含糊的表述，因为它可能是指一个前端编译器（叫“编译器的前端”更准确一些）把*.java文件转变成*.class文件的过程；也可能是指Java虚拟机的即时编译器（常称JIT编译器，Just In Time Compiler）运行期把字节码转变成本地机器码的过程；还可能是指使用静态的提前编译器（常称AOT编译器，Ahead Of Time Compiler）直接把程序编译成与目标机器指令集相关的二进制代码的过程。下面笔者列举了这3类编译过程里一些比较有代表性的编译器产品：

  • 前端编译器：JDK的Javac、Eclipse JDT中的增量式编译器（ECJ）^1。
  • 即时编译器：HotSpot虚拟机的C1、C2编译器，Graal编译器。
  • 提前编译器：JDK的Jaotc、GNU Compiler for the Java（GCJ）^2、Excelsior JET[^3]。

这3类过程中最符合普通程序员对Java程序编译认知的应该是第一类，本章标题中的“前端”指的也是这种由前端编译器完成的编译行为。在本章后续的讨论里，笔者提到的全部“编译期”和“编译器”都仅限于第一类编译过程，我们会把第二、三类编译过程留到第11章中去讨论。限制了“编译期”的范围后，我们对于“优化”二字的定义也需要放宽一些，因为Javac这类前端编译器对代码的运行效率几乎没有任何优化措施可言（在JDK 1.3之后，Javac的-O优化参数就不再有意义），哪怕是编译器真的采取了优化措施也不会产生什么实质的效果。因为Java虚拟机设计团队选择把对性能的优化全部集中到运行期的即时编译器中，这样可以让那些不是由Javac产生的Class文件（如JRuby、Groovy等语言的Class 文件）也同样能享受到编译器优化措施所带来的性能红利。但是，如果把“优化”的定义放宽，把对开发阶段的优化也计算进来的话，Javac确实是做了许多针对Java语言编码过程的优化措施来降低程序员的编码复杂度、提高编码效率。相当多新生的Java语法特性，都是靠编译器的“语法糖”来实现，而不是依赖字节码或者Java虚拟机的底层改进来支持。我们可以这样认为，Java中即时编译器在运行期的优化过程，支撑了程序执行效率的不断提升；而前端编译器在编译期的优化过程，则是支撑着程序员的编码效率和语言使用者的幸福感的提高。

[^3]: Excelsior JET：https://en.wikipedia.org/wiki/Excelsior_JET。