原文網址：http://plumbr.eu/blog/do-you-get-just-in-time-compilation
譯文網址：http://blog.dontcareabout.us/2013/03/jit-compiler.html
BBS 版用 markdown 撰寫
另外，這篇翻的真的很不順，可能很多都有問題
不過我也懷疑當初寫的人就寫的很卡...... [逃]
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還記得最後一次被寫 C 的人笑是什麼時候的事情嗎？
Java 真的有夠慢、慢到他們打死也不會考慮用這樣的語言？
其實從很多方面來看，這種講法還是成立啦。
但是在大型企業的軟體骨幹中（這是 Java 的典型用途），
Java 的效能絕對可以跟其他技術相抗衡。
這可能都要感謝神奇的 JIT。
在解說 JIT compile 技巧前，讓我們先多講一些它的背景。
你可能還記得，Java 是一種 interpreted language。
大多數人都知道 Java compiler（`javac`）跟 C 的 compiler 不一樣，
並不是直接將 Java 的原始碼 compile 成處理器的指令。
相反地，它產生的是統一[規格]、與機器 binary 格式無關的 bytecode。
在執行期，JVM 會 interpret bytecode，
這是為甚麼 Java 在跨平台上會這麼成功的主要原因，
你可以在某個平台上寫完、build 一份，然後在其他的平台上頭執行。
[規格]: http://docs.oracle.com/javase/specs/
另一方面，這也產生了一些不良影響。
其中最嚴重的是 interpret 通常比直接 compile 成
平台限定的原生 binary 碼來得慢。
[Sun] 在 90 年代後期就已經了解這個嚴重度，
當時他們請了 Cliff Click 博士來提供解決方案。
[Sun]: http://en.wikipedia.org/wiki/Sun_Microsystems
讓我們歡迎 [HotSpot] 出場～～
這個名字源自於 JVM 辨別你程式當中「hot spot」的能力，
hot spot 表示 bytecode 當中經常使用到的片段。
接著它們將目標對準大範圍的最佳化、以及將程式碼 compile 成特定處理器的指令。
這些最佳化以最少的 overhead 讓影響效能的關鍵 code 有很好的效能。
在某些情況下，調整好的最佳化 [JVM] 效能可能超過手工的 C++ 或 C。
[HotSpot]: http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/tech/
index-jsp-136373.html
[JVM]: http://en.wikipedia.org/wiki/Java_virtual_machine
[JVM] 當中負責這些最佳化的部份稱之為 [Just in Time][JIT]（JIT）compiler。
它利用了一個有趣的程式特性：
大多數時間都花在少數的程式碼上，幾乎所有程式都是這樣。
有別於將你的程式碼整個 compile，
JIT（Java [HotSpot] VM）用 interpreter 立即執行程式、
然後在執行時分析你的程式碼，找出那些 hot spot。
Then it focuses the attention of a global native-code optimizer
on the hot spots.
透過避免 compile 極少執行的程式碼，
Java [HotSpot] compiler 可以把正更多注意力放在程式中影響效能的關鍵部份。
這代表你的 compile 時間整體來說不會增加。
在程式執行中會持續動態監測 hot spot，
所以它會根據你的 application 使用方式來即時調整效能。
[JIT]: http://en.wikipedia.org/wiki/Just-in-time_compilation
[JIT] 用了很多技術來達到效能優勢，像是去除沒用的 code、
跳過邊界值檢查、移除多餘的載入、inline method...... 等等>
下面這個例子展示了 [JIT] 如何使用這些技術來達到更好的效能。
第一段程式碼是開發人員寫的，第二段程式碼是 HotSpot 認定這段很「hot」，
然後用上了最佳化的魔法：
1. 還沒作最佳化的程式碼：
class Calculator {
Wrapper wrapper;
public void calculate() {
y = wrapper.get();
z = wrapper.get();
sum = y + z;
}
}
class Wrapper {
final int value;
final int get() {
return value;
}
}
1. 最佳化過後的程式碼：
class Calculator {
Wrapper wrapper;
public void calculate() {
y = wrapper.value;
sum = y + y;
}
}
class Wrapper {
final int value;
final int get() {
return value;
}
}
第一個 class 是開發人員寫的例子，第二個是 JIT 處理過後的樣本。
這裡頭包含了幾種最佳化的技術。讓我們來看一下最終結果是怎麼做到的：
1. 還沒最佳化的程式碼。在還沒被判定成 hot spot 時，程式碼會這樣執行：
class Calculator {
Wrapper wrapper;
public void calculate() {
y = wrapper.get();
z = wrapper.get();
sum = y + z;
}
}
1. inline method：用 `b.value` 取代 `wrapper.get()`，
不透過函數呼叫而直接存取 `wrapper.value` 來減少延遲。
class Calculator {
Wrapper wrapper;
public void calculate() {
y = wrapper.value;
z = wrapper.value;
sum = y + z;
}
}
1. 移除多餘的載入：用 `z = y` 取代 `z = wrapper.value`，
所以只存取區域變數而不是 `wrapper.value` 來減少延遲。
class Calculator {
Wrapper wrapper;
public void calculate() {
y = wrapper.value;
z = y;
sum = y + z;
}
}
1. copy propagation：用 `y = y` 取代 `z = y`，
沒有必要再用一個變數 `z`，因為 `z` 跟 `y` 會是相等的。
class Calculator {
Wrapper wrapper;
public void calculate() {
y = wrapper.value;
y = y;
sum = y + y;
}
}
1. 消除不用的程式碼：`y = y` 是不必要的，可以消滅掉。
class Calculator {
Wrapper wrapper;
public void calculate() {
y = wrapper.value;
sum = y + y;
}
}
這個小例子包含了幾個 [JIT] 用來提昇效能的強大技術。
希望它可以有助於了解這些威力強大的概念。
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下面是這篇文章用到的參考資料（不包含那兩個憤怒的 C 開發人員）：
* http://www.oracle.com/technetwork/java/whitepaper-135217.html
* http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/tech/index-jsp-136373.html
* http://docs.oracle.com/cd/E13150_01/jrockit_jvm/jrockit/
geninfo/diagnos/underst_jit.html