优化过程中会使用Java内联方法吗？

Question

我想知道JVM / javac是否足够聪明

// This line...
string a = foo();

string foo()
{
  return bar();
}

string bar()
{
  return some-complicated-string computation;
}

进入

string a = bar();

或在释放情况下剥离对foo（）的不必要调用（因为代码无法到达）：

string a = foo(bar());

// bar is the same
...

string foo(string b)
{
  if (debug) do-something-with(b);
}

对于第一个示例，我的感觉是肯定的，而对于第二个示例，我的感觉“不确定”，但是有人可以给我一些指针/链接来确认这一点吗？

Answer 1

javac将提供字节码，该字节码是生成该字节码的原始Java程序的忠实表示（在某些可以优化的特定情况下除外： 常量折叠 和 消除死代码
）。但是，当JVM使用JIT编译器时，可以执行优化。

对于第一种情况，JVM似乎支持内联（请参见此处的“

方法”
下的内容，以及有关JVM的内联示例的信息，请参见此处）。

我找不到自己执行方法内联的任何示例javac。我尝试编译一些示例程序（类似于您在问题中描述的程序），即使是，它们似乎都没有直接内联该方法final。这些优化似乎是由JVM的JIT编译器而非进行的javac。下提到的“编译”
的方法
在这里似乎是热点JVM的JIT编译器，而不是javac。

据我所知，它javac支持 死代码消除 （请参阅第二种情况的示例）和 常量折叠
。在常量折叠中，编译器将预先计算常量表达式并使用计算出的值，而不是在运行时执行计算。例如：

public class ConstantFolding {

   private static final int a = 100;
   private static final int b = 200;

   public final void baz() {
      int c = a + b;
   }
}

编译为以下字节码：

Compiled from "ConstantFolding.java"
public class ConstantFolding extends java.lang.Object{
private static final int a;

private static final int b;

public ConstantFolding();
  Code:
   0:   aload_0
   1:   invokespecial   #1; //Method java/lang/Object."<init>":()V
   4:   return

public final void baz();
  Code:
   0:   sipush  300
   3:   istore_1
   4:   return

}

请注意，字节码有一个sipush 300替代aload的getfieldS和一个iadd。300是计算值。private final变量也是如此。如果a和b不是静态的，则产生的字节码将是：

Compiled from "ConstantFolding.java"
public class ConstantFolding extends java.lang.Object{
private final int a;

private final int b;

public ConstantFolding();
  Code:
   0:   aload_0
   1:   invokespecial   #1; //Method java/lang/Object."<init>":()V
   4:   aload_0
   5:   bipush  100
   7:   putfield    #2; //Field a:I
   10:  aload_0
   11:  sipush  200
   14:  putfield    #3; //Field b:I
   17:  return

public final void baz();
  Code:
   0:   sipush  300
   3:   istore_1
   4:   return

}

这里也sipush 300使用了。

对于第二种情况（消除死代码），我使用了以下测试程序：

public class InlineTest {

   private static final boolean debug = false;

   private void baz() {
      if(debug) {
         String a = foo();
      }
   }

   private String foo() {
      return bar();
   }

   private String bar() {
      return "abc";
   }
}

给出以下字节码：

Compiled from "InlineTest.java"
public class InlineTest extends java.lang.Object{
private static final boolean debug;

public InlineTest();
  Code:
   0:   aload_0
   1:   invokespecial   #1; //Method java/lang/Object."<init>":()V
   4:   return

private void baz();
  Code:
   0:   return

private java.lang.String foo();
  Code:
   0:   aload_0
   1:   invokespecial   #2; //Method bar:()Ljava/lang/String;
   4:   areturn

private java.lang.String bar();
  Code:
   0:   ldc #3; //String abc
   2:   areturn

}

如您所见，foo根本不会调用，baz因为该if块内的代码实际上是“死”的。

Sun（现在是Oracle）的HotSpot
JVM结合了字节码的解释和JIT编译。当将字节码提供给JVM时，代码将首先进行解释，但是JVM将监视字节码并挑选出经常执行的部分。它将这些部分覆盖到本机代码中，以便它们可以更快地运行。对于不经常使用的字节码，此编译不会完成。同样也因为编译有一些开销。因此，这实际上是一个权衡的问题。如果决定将所有字节码编译为本机代码，则该代码可能会具有很长的启动延迟。

除了监视字节码之外，JVM还可在解释和加载字节码时对其执行静态分析，以执行进一步的优化。

如果您想了解JVM执行的特定类型的优化，那么Oracle的此页面将非常有帮助。它描述了HotSpot
JVM中使用的性能技术。