深入解析java虚拟机技术又更新了，今天讲编译概述，调试方法

愿天堂没有BUG

发布于 2022-10-31 11:24:20

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发布于 2022-10-31 11:24:20

文章被收录于专栏：愿天堂没有BUG（公众号同名）

调试方法

俗话说磨刀不误砍柴工，在研究即时编译器前了解调试方法和准备好调试工具是有必要的，了解了它们，可以从外部更直观地了解编译器的内部情况。

编译日志

简单观察编译行为可以使用-XX:+PrintCompilation参数实现，如代码清单7-7所示，它会输出所有编译过的方法：

代码清单7-7 -XX:+PrintCompilation输出

时间戳编译ID 属性编译级别方法名（方法大小）退优化
30631 3958 n 0 java.lang.Class::getDeclaringClass0 (native)
30632 3959 b 3 MemNode::main (19 bytes)
30634 3960 b 4 MemNode::main (19 bytes)
30637 3959 3 MemNode::main (19 bytes) made not entrant
30638 3961 % b 4 MemNode::main @ 2 (19 bytes)

时间戳表示编译完成的时间，与该时间相对的是JVM启动时间。属性字符有多种：%表示栈上替换（方法后面的@2表示发生栈上替换的字节码索引）；s表示编译同步方法；!表示方法存在异常处理器；b表示阻塞模式下发生的编译；n表示封装native方法所发生的编译。编译级别即分层编译的等级。方法大小表示Java字节码大小而非编译产出的机器代码大小。

如果发生退优化，需要撤销之前编译过的方法，这时候尾部会标注made not entrant（方法取消进入），或made zombie（僵尸代码）。产生made not entrant的原因可能是编译器的乐观假设被打破，或者发生了分层编译。如代码清单7-7所示，MemNode::main方法首先经过3级的C1编译，后续又经过4级的C2编译，此时C1产生的机器代码就会被标注为取消进入，但是方法仍然保留在CodeCache，直到该方法不被虚拟机及服务线程使用，也不被其他方法调用时，再将方法标注为made zombie。

编译神谕

编译神谕是指-XX:CompileCommand=subcommand,<pattern>命令，通过它可以使用户控制虚拟机中即时编译器的行为。subcommand表示子命令，每个子命令都有特定的行为。

break：在编译器和生成的机器代码中打断点。
print：输出方法的汇编表示。
exclude：不编译和内联某个方法。
inline：总是内联某个方法。
dontinline：不内联某个方法。
compileonly：只编译。
log：用日志记录编译过程。

<pattern>用于指定方法，可以使用package/Class.method形式，也可以使用package.Class::method形式。方法名和类名可以使用星号（*）模糊匹配。

可视化工具

本节介绍3个主要的编译器的可视化工具。

1. c1visualizer

前文提到，中间表示是编译器的灵魂，为了了解编译器的工作机制，可以使用-XX:+PrintIR输出C1的HIR，使用-XX:+PrintIRWithLIR输出C1的LIR，但是这些选项是以文本形式输出的，而C1的中间表示是图IR，文本表示很难直观地表达它的结构，所以c1visualizer应运而生。

c1visualizer可以可视化地输出C1编译器的HIR和LIR，还能可视化LIR寄存器分配阶段的值的存活范围，如图7-7所示。

2. idealgraphvisualizer

idealgraphvisualizer是C2的中间表示的可视化工具，它可以帮助理解C2理想图的构造过程。

可以使用-XX:PrintIdealGraphLevel=<val>配合-XX:PrintIdealGraphFile=ideal.xml输出理想图的文本形式供idealgraphvisualizer分析。-XX:PrintIdealGraphLevel的可选值是0～4，值越大，输出的过程越详细，如图7-8所示。