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移动系统中的 Java 虚拟机

移动系统中的 Java 虚拟机. 徐伟刚. Java 简介. Java 是一种面向对象的编程语言 一次编译，到处运行 全世界有超过 1000 万 Java 开发者. Java 发展简介 -Sun. 1995 年 Sun 公司发布 Java 语言 1996 年发布 JDK1.0 1999 年发布 J2SE 、 J2EE 、 J2ME 标准 2006 年 Sun 以 OpenJDK 开源 Java 2009 年 Oracle 收购 Sun. Java 发展简介 - 移动 Java. J2ME: Nokia 、 Jblend 、 Mirand Android. 矛盾.

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移动系统中的 Java 虚拟机

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Presentation Transcript

  1. 移动系统中的Java虚拟机 徐伟刚

  2. Java简介 • Java是一种面向对象的编程语言 • 一次编译，到处运行 • 全世界有超过1000万Java开发者

  3. Java发展简介-Sun • 1995年Sun公司发布Java语言 1996年发布JDK1.0 1999年发布J2SE、J2EE、J2ME标准 2006年Sun以OpenJDK开源Java 2009年Oracle收购Sun

  4. Java发展简介-移动Java • J2ME: Nokia、Jblend、Mirand Android

  5. 矛盾 • Java虚拟机的性能追求 • 移动系统的限制 • CPU – 芯片厂商技术能力 • 内存 – 价格 • 功耗 – 无持久电源

  6. Java虚拟机架构 stack compiler interpreter heap binary loader binary convertor JIT thread binary optimizer Debugger & profiler JNI format engine mechanism Java虚拟机架构

  7. Java虚拟机-指令体系 • Java使用与平台指令无关的字节码 • 虚拟机解释执行字节码

  8. Java虚拟机-指令模式

  9. Java虚拟机-指令体系 以java代码为例： a = b + c 栈式指令： ILOAD c ILOAD b IADD ISTORE a 寄存器式指令: l_add a, b, c

  10. Java虚拟机-解释器指令分发 for(;;) { ins = fetch_next_instruction(); switch(ins) { case OP_001: handle_OP_001; break; case OP_002: handle_OP_002; break; …… } } switch-case version

  11. Java虚拟机-解释器指令分发 handle_addresses[]; …… pre-calculate_handle_addresses(); …… for(;;) { ins = fetch_next_instruction(); gotohandle_addresses[ins]; } goto-address version

  12. Java虚拟机-解释器指令分发 #define GOTO_OPCODE(_reg) add pc, rIBASE, _reg, lsl #6 …… .balign 64 .L_OP_001: FETCH_ADVANCE_INST GET_INST_OPCODE(ip) GOTO_OPCODE(ip) .balign 64 .L_OP_002: GOTO_OPCODE(ip) …… align-goto version(Dalvik ARM)

  13. Java虚拟机-JIT JIT compiler interpreter Just in time compiler – 及时将热代码翻译成目标机器指令执行 instruction decode fetch instruction compile queue flow graph N hot spot compiled Y SSA Y N code generator interpret instruction execute code cache code cache

  14. Java虚拟机-JIT优化点 • 消除指令分发 • 使用物理寄存器 • 基于目标指令优化 • 基于动态信息优化

  15. Java虚拟机-JIT优化点示例 a = b + c; e= a + d; fectch_op load R1 <- b load R2 <- c R3 = R1 + R2 store a <- R3 goto_next_op fectch_op load R1 <- a load R2 <- d R3 = R1 + R2 store e <- R3 goto_next_op load R1 <- b load R2 <- c R3 = R1+ R2 load R4 <- d R5= R3 + R4 store e <- R5

  16. Java虚拟机-对象访问 • Java对象 vs C指针 • gc影响 • resolve

  17. Java虚拟机-内存 • gc指标-吞吐量、碎片率 • 没有最好，只有最合适

  18. Java虚拟机-内存 移动vs非移动

  19. Java虚拟机-安装预优化 • 提前resolve • 函数inline/JIT inline

  20. Java虚拟机-功耗 • 受目标芯片架构限制 • 例如ARM ? Thumb?

  21. Java虚拟机-发展 • 编译器优化 • 动态特性 • 字节码native化 • 定制化内存管理

  22. 谢谢

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