JIT与AOT

JIT

JIT（Just-in-Time，实时编译）一直是Java语言的灵魂特性之一，HotSpot JVM中集成了两种JIT编译器，Client Compiler和Server Compiler，它们的作用也不同。Client Compiler注重启动速度和局部的优化，Server Compiler则更加关注全局的优化，性能会更好，但由于会进行更多的全局分析，所以启动速度会变慢。两种编译器有着不同的应用场景，在虚拟机中同时发挥作用。而随着时间的发展，不论是Client Compiler还是Server Compiler都发展出了各具特色的实现，如 C1、C2、Graal Compiler等，你可以在JVM启动参数中选择自己所需的JIT编译器实现。

JIT与AOT的区别

提前编译是相对于即时编译的概念，提前编译能带来的最大好处是Java虚拟机加载这些已经预编译成二进制库之后就能够直接调用，而无须再等待即时编译器在运行时将其编译成二进制机器码。理论上，提前编译可以滅少即时编译带来的预热时间，减少Java应用长期给人带来的“第一次运行慢"的不良体验，可以放心地进行很多全程序的分析行为，可以使用时间压力更大的优化措施。但是提前编译的坏处也很明显，它破坏了Java"—次编写，到处运行"的承诺，必须为每个不同的硬件、操作系统去编译对应的发行包；也显著降低了Java链接过程的动态性，必须要求加载的代码在编译期就是全部已知的，而不能在运行期才确定，否则就只能舍弃掉己经提前编译好的版本，退回到原来的即时编译执行状态。

AOT的优点

在程序运行前编译，可以避免在运行时的编译性能消耗和内存消耗
可以在程序运行初期就达到最高性能，程序启动速度快
运行产物只有机器码，打包体积小

AOT的缺点

由于是静态提前编译，不能根据硬件情况或程序运行情况择优选择机器指令序列，理论峰值性能不如JIT
没有动态能力，使用到反射、动态编译需要额外处理。
同一份产物不能跨平台运行。

Native Image：原理与限制

Native Image的输入是整个应用的所有组件，包括应用本身的代码、各种依赖的库、JDK库、以及SVM；首先会进行整个应用的初始化，也就是代码的静态分析，这个分析过程有点类似GC中的“可达性分析”，会讲程序运行过程中将所有可达的代码、变量、对象生成一个快照，最终打包成一个可执行的Native Image。

一个完整的Native Image包含两个部分，一部分称为 Text Section，即用户代码编译成的机器代码；另一部分称为 Data Section，存储了应用启动后堆区内存中各种对象的快照。
例如反射、代理，要如何进行静态分析呢？很显然，这两者之间是存在冲突的，因此Native Image设置了一个名为“Closed World”的假设作为静态分析的基本前提。

这个基本前提包含三个要求，对应的也就是目前Native Image存在的三个限制：

Points-to分析的时候，需要接受完整的字节码作为输入（即项目中所有用到的class的字节码都需要获取的到）。
=> 在运行期动态生成或者是动态获取字节码的程序，无法构建成 Native Image。

Java的动态特性，包括反射、JNI、代理，都需要通过配置文件在构建前实现声明好。
=> 无法提前声明动态特性使用范围的程序，无法构建成Native Image （例如，根据用户输入的一个参数反射去调用某个方法）。

在整个运行过程中，程序不会再加载任何新的class。
=> 在运行期间执行动态编译，或者是自定义Classloader动态装载类的程序，无法构建成Native Image。

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