一. CodeCache簡介

從字面意思理解就是代碼緩存區(qū)，它緩存的是JIT(Just in Time)編譯器編譯的代碼，簡言之codeCache是存放JIT生成的機器碼(native code)。當然JNI(Java本地接口)的機器碼也放在codeCache里，不過JIT編譯生成的native code占主要部分。

大致在JVM中的分布如下：

大家都知道javac編譯器，把java代碼編譯成class字節(jié)碼，它和JIT編譯器的區(qū)別是，javac只是前端編譯(有的叫前期編譯)，jvm是通過執(zhí)行機器碼和底層交互的，這樣我們編寫的業(yè)務代碼才能生效。所以還要把字節(jié)碼class編譯成與本地平臺相關(guān)的機器碼，這個過程就是后端編譯。

后端編譯根據(jù)具體的執(zhí)行方式不同又分為兩種：

1.解釋執(zhí)行

一行一行解釋成機器碼再執(zhí)行，每次調(diào)用時都需要重新逐條解釋執(zhí)行。

2.編譯執(zhí)行(JIT)

將頻繁調(diào)用的方法或循環(huán)體編譯成機器碼后，進行多層優(yōu)化，然后緩存到codeCache里，避免重復編譯。

兩種執(zhí)行方式的區(qū)別很明顯，第一種在遇到頻繁調(diào)用的方法或代碼塊時執(zhí)行效率很低，但是解釋執(zhí)行可以節(jié)省內(nèi)存(不存放到codeCache)，立即執(zhí)行。然后當程序運行一段時間后(達到一定的編譯次數(shù))，編譯執(zhí)行即JIT優(yōu)化，可以獲得更高的執(zhí)行效率。

所以說二者是相輔相成的。

現(xiàn)在的Java虛擬機這兩種方式都包含(通過命令行java -version查看):

// mixed mode 解釋+編譯
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 24.80-b11, mixed mode)

其實JIT編譯只是一個統(tǒng)稱，具體要看jvm是client端還是server端的，不同的端會分為C1，C2編譯器，這兩種編譯器的區(qū)別下一篇會講到，這里先不展開。

二. JIT編譯優(yōu)化

上面講到了JVM會對頻繁使用的代碼，即熱點代碼(Hot Spot Code)，達到一定的閾值后會編譯成本地平臺相關(guān)的機器碼，并進行各層次的優(yōu)化，提升執(zhí)行效率。

熱點代碼也分兩種：

• 被多次調(diào)用的方法
• 被多次執(zhí)行的循環(huán)體
  

那閾值如何判斷呢？

方法計數(shù)器，統(tǒng)計被多次調(diào)用的方法次數(shù)，該計數(shù)器統(tǒng)計的并不是方法被調(diào)用的絕對次數(shù)，而是在一段時間內(nèi)方法被調(diào)用的次數(shù)。server模式下默認是10000次，可以通過-XX:CompileThreshold來設(shè)置(client模式一般很少用到，默認是1500)。
回邊計數(shù)器，統(tǒng)計一個方法中循環(huán)體代碼執(zhí)行的絕對次數(shù)，在字節(jié)碼中遇到控制流向后跳轉(zhuǎn)的指令稱為回邊，主要通過OnStackReplacePercentage設(shè)置。

編譯后進行優(yōu)化，JIT的優(yōu)化有很多種，比如：

• 針對方法的優(yōu)化，方法內(nèi)聯(lián)
• 針對多次調(diào)用的循環(huán)體優(yōu)化：棧上替換OSR(On-Stack Replace)
• 無用代碼消除
• 復寫傳播
• 逃逸分析
• 更多JIT優(yōu)化技術(shù)可參考jvm官網(wǎng)介紹

三. codeCache使用注意事項

上面主要講了codeCache的作用和JIT的關(guān)系，codeCache主要是存放JIT編譯后的機器代碼，codeCache的大小主要是通過下面的參數(shù)設(shè)置：

• -XX:InitialCodeCacheSize 設(shè)置codeCache初始大小，一般默認是48M
• -XX:ReservedCodeCacheSize 設(shè)置codeCache預留的大小，通常默認是240M
  

如果codeCache的內(nèi)存滿了會進行回收，但在jdk1.8之前的jvm回收算法有點問題，當codeCache滿了之后會導致編譯線程無法繼續(xù)，并且消耗大量CPU導致系統(tǒng)運行變慢，現(xiàn)象就是系統(tǒng)響應增加，如果你也遇到這個問題建議直接升級成jdk8，或者調(diào)大codeCache內(nèi)存。

codeCache的大小設(shè)置可以通過-XX:+PrintCodeCache參數(shù)查看調(diào)整，但這個參數(shù)只在JVM停止的時候打印codeCache使用情況，所以如果想實時監(jiān)控codeCache的使用情況，可以參考如下代碼：

package com.javakk;

import java.io.File;
import java.lang.management.ManagementFactory;
import javax.management.MBeanServerConnection;
import javax.management.ObjectName;
import javax.management.remote.JMXConnector;
import javax.management.remote.JMXConnectorFactory;
import javax.management.remote.JMXServiceURL;
import com.sun.tools.attach.VirtualMachine;
/**
 * 基于JMX在運行時查看codeCache使用情況
 * @author 公眾號:Java老K
 */
public class CodeCacheTest {
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    String pid = getPid(); // 先獲取java程序的pid
    String codeCache = getCodeCache(pid); // 根據(jù)pid獲取codeCache的使用情況
    System.out.println(codeCache);
  }

  /**
   * 獲取java進程id
   * @return
   */
  public static String getPid(){
    String name = ManagementFactory.getRuntimeMXBean().getName();
    return name.split("@")[0];
  }

  /**
   * 獲取java應用的codeCache使用情況
   * @param pid
   * @throws Exception
   */
  public static String getCodeCache(String pid) throws Exception {
    VirtualMachine vm = VirtualMachine.attach(pid);
    JMXConnector connector = null;
    try {
      String addr = "com.sun.management.jmxremote.localConnectorAddress";
      String property= vm.getAgentProperties().getProperty(addr);
      if (property == null) {
        String agent = vm.getSystemProperties().getProperty("java.home")
            + File.separator
            + "lib"
            + File.separator
            + "management-agent.jar";
        vm.loadAgent(agent);
        property = vm.getAgentProperties().getProperty(addr);
      }

      JMXServiceURL url = new JMXServiceURL(property);
      connector = JMXConnectorFactory.connect(url);
      MBeanServerConnection mbeanConn = connector.getMBeanServerConnection();
      ObjectName obj = new ObjectName("java.lang:type=MemoryPool,name=Code Cache");
      return mbeanConn.getAttribute(obj, "Usage").toString();
    } finally {
      if(connector != null) {
        connector.close();
      }
      vm.detach();
    }
  }
}

運行后可以查看contents結(jié)果

contents={committed=2555904, init=2555904, max=251658240, used=2395648}

可以看到我本地的codeCahe配置，初始化是2555904，最大為251658240，已使用2395648

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