jvm|JVM底层原理之什么是分层编译？

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JVM底层原理之什么是分层编译？
什么是分层编译？从JDK6开始， Java引入了分层编译，这种方式综合了 C1 和 C2 的优势，不过这时它还只是初步的实现。
而到JDK7才开始应用到server模式中，而server模式也常常是一些硬件系统的默认选择，所以也可看做是JDK7默认推荐使用分层编译了。当然我们还是可以通过前面的手动指令去【-client】或【-server】强制选择。
分层编译将 JVM 的执行状态分为了 5 个层次：

level 0：解释器解释执行，默认开启profiling 。
level 1：C1 编译，执行不带profiling的C1代码，不开启 profiling 。
level 2：C1 编译，仅执行带方法调用次数和循环回边执行次数 profiling 的 C1 代码，开启部分profiling 。
level 3：C1 编译，执行带所有 Profiling 的 C1 代码，开启 profiling 。
level 4：C2 编译，执行C2的代码， C2编译也是将字节码编译为本地代码，但是会启用一些编译耗时较长的优化，甚至会根据性能监控信息进行一些不可靠的激进优化。

profiling（性能监控）：其中profiling就是收集能够反应程序执行状态的监控数据，它由多项数据组成，其中最基本的就是方法的调用次数和循环回边的执行次数（这块内容后面小节会详解）。
各层次执行效率：虽然分了5个层次，但其实也没那么复杂，我们可以把level 123看做是一层：C1 ，因为这三层都是执行进行C1编译后的代码，唯一的区别是带了多少的profiling 。因为profiling是影响性能的，所以执行效率上：level1>level2>level3 。
那有的人会觉得既然level1是执行C1代码的三个层次中，执行效率最高的，那为什么不一直执行level1呢？
当然， level1因为没有开启profiling ，执行效率最高，但是这仅限于C1 ，如果是C2编译的代码，通常要比C1代码的执行效率高出**30% **！！而profiling ，可以理解为就是开启C2编译的条件或是钥匙。
终止状态：level1由于放弃了钥匙，自然也失去了被编译为C2代码的机会，所以我们可以得知， level1和level4是属于终止状态的。当一个方法执行到终止状态后，除非编译后的代码失效了，否则它就不会再次发出该方法的编译请求了。也就是一旦方法执行到level1和level4 ，一般它就固定下来了，后面不出意外也会一直执行level1或level4的层次。
分层编译的触发关系：但是不管是什么方法，它都是从level 0开头的，这层是解释器，不进行任何编译。
下图是几种常见的编译路径，我们一边看图一边分析，该图片借用自公众号文章：【基本功 | Java即时编译器原理解析及实践】https://mp.weixin.qq.com/s/7PH8o1tbjLsM4-nOnjbwLw

①第一条路径是一般情况，热点方法从解释执行，到被第3层的C1编译，最后进入C2编译。
②第二种情况是trivial method ，即不重要的方法，例如常见的getset方法，第3层的profiling没有收集到有价值的数据， JVM就会放弃对其进行C2编译，转而进行无profiling的C1编译。因为差别并不大，还不如把宝贵的资源留给更需要进行C2编译的方法。
③当C1忙碌的情况下，解释器在解释执行的过程中profiling ，然后直接跳转到C2编译。
④当C2忙碌的情况下，由于第3层C1又比第2层慢不少，为了不浪费资源，先进行第2层的C1 ，再随着时间进行第3层的C1编译。最后等C2不忙了，才进入C2编译。没错，这条线路不会进入第1层C1 ， C2再忙也不能直接把可能需要优化的方法简单的用C1处理了就完事了。