[發(fā)明專(zhuān)利]一種Java虛擬機(jī)后端編譯的改進(jìn)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910590531.3
• 申請(qǐng)日: 2019-07-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110275713A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李波;岳永勝;孫小波
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 四川長(zhǎng)虹電器股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F8/41
• 分類(lèi)號(hào): G06F8/41
• 代理公司: 四川省成都市天策商標(biāo)專(zhuān)利事務(wù)所 51213
• 代理人: 吳瑞芳

本發(fā)明公開(kāi)了一種Java虛擬機(jī)后端編譯的改進(jìn)方法，所述方法包括步驟1：對(duì)java程序的源代碼進(jìn)行標(biāo)注，在需要進(jìn)行本地編譯的方法頭部增@NativeCompile加注解；步驟2：對(duì)加注解的代碼進(jìn)行編譯，進(jìn)行詞法分析，詞法分析沒(méi)問(wèn)題后進(jìn)行語(yǔ)法分析，再進(jìn)行語(yǔ)意分析，語(yǔ)義分析完成后進(jìn)行字節(jié)碼生成，將生成的字節(jié)碼保存到文件系統(tǒng)中；步驟3：運(yùn)行java程序，編譯器通過(guò)獲取虛擬機(jī)運(yùn)行情況，根據(jù)計(jì)算資源判斷是否需要開(kāi)啟本地編譯。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)，是一種Java虛擬機(jī)后端編譯的改進(jìn)方法。

背景技術(shù)

軟件系統(tǒng)已經(jīng)運(yùn)用到社會(huì)生產(chǎn)的各行各業(yè)，軟件行業(yè)中java開(kāi)發(fā)語(yǔ)言占比比較大，小到個(gè)人手機(jī)平板電腦，大到航天航空領(lǐng)域，都用到j(luò)ava作為軟件開(kāi)發(fā)語(yǔ)言。

Java通過(guò)犧牲運(yùn)行性能和一些本地化特性的方式獲得了跨平臺(tái)的特性，做到一次編寫(xiě)，多平臺(tái)運(yùn)行，方便了軟件開(kāi)發(fā)。Java程序在各個(gè)方面做了優(yōu)化，編譯方面分為前端編譯器和后端編譯器，前端側(cè)重詞法分析、語(yǔ)法分析和語(yǔ)義分析。后端側(cè)重對(duì)字節(jié)碼進(jìn)行優(yōu)化，使java語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的程序能盡可能貼近本地系統(tǒng)運(yùn)行速度。后端編譯優(yōu)化有即時(shí)編譯和靜態(tài)編譯。兩種編譯方式主要缺陷在于，即時(shí)編譯是針對(duì)熱點(diǎn)代碼進(jìn)行編譯，在編譯的過(guò)程中比較消耗計(jì)算資源，會(huì)在一定程度上影響運(yùn)算速度。而靜態(tài)編譯的時(shí)間較長(zhǎng)，影響程序的啟動(dòng)速度。因此針對(duì)如上情況提出在代碼層面對(duì)代碼進(jìn)行標(biāo)注。將重點(diǎn)代碼段標(biāo)注為需要編譯為本地機(jī)器代碼。Java程序在運(yùn)行之前就能確定哪些代碼為需要進(jìn)行優(yōu)化的部分。Java編譯器即可把特定代碼段編譯為本地機(jī)器碼，可以直接在內(nèi)存中進(jìn)行運(yùn)行，而不用再在java虛擬機(jī)中進(jìn)行運(yùn)行。從而減輕jvm負(fù)載。重點(diǎn)代碼段主要針對(duì)的是與客戶(hù)緊密相關(guān)的邏輯。每個(gè)人對(duì)系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間的忍耐程度不同。普通客戶(hù)要求的是最短時(shí)間響應(yīng)，系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)容易造成客戶(hù)流失，對(duì)公司營(yíng)收帶來(lái)影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種Java虛擬機(jī)后端編譯的改進(jìn)方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)導(dǎo)致用戶(hù)難以忍受而致使用戶(hù)流失的問(wèn)題。

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案解決上述問(wèn)題：

一種Java虛擬機(jī)后端編譯的改進(jìn)方法，所述方法包括如下步驟：

步驟1：對(duì)java程序的源代碼進(jìn)行標(biāo)注，在需要進(jìn)行本地編譯的方法頭部增@NativeCompile加注解；

步驟2：對(duì)加注解的代碼進(jìn)行編譯，進(jìn)行詞法分析，詞法分析沒(méi)問(wèn)題后進(jìn)行語(yǔ)法分析，再進(jìn)行語(yǔ)意分析，語(yǔ)義分析完成后進(jìn)行字節(jié)碼生成，將生成的字節(jié)碼保存到文件系統(tǒng)中；

步驟3：運(yùn)行java程序，編譯器通過(guò)獲取虛擬機(jī)運(yùn)行情況，根據(jù)計(jì)算資源判斷是否需要開(kāi)啟本地編譯。

通過(guò)本方法，jvm后端編譯有針對(duì)性的代碼邏輯進(jìn)行優(yōu)化，在jvm后端編譯中對(duì)特定標(biāo)識(shí)進(jìn)行判斷，若有標(biāo)志性字段的方法，則啟動(dòng)實(shí)時(shí)編譯，將代碼進(jìn)行本地化編譯，讓程序直接運(yùn)行在本地計(jì)算機(jī)上，而不是虛擬機(jī)上。這樣可以提高特定方法的執(zhí)行效率。同時(shí)避免其他不相關(guān)邏輯影響執(zhí)行速度。在通用優(yōu)化的方面進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，有助于提升執(zhí)行效率。

進(jìn)一步地，在字節(jié)碼第一次加載到虛擬機(jī)中時(shí)對(duì)當(dāng)前環(huán)境進(jìn)行判斷，若當(dāng)前環(huán)境可用計(jì)算資源不足則不編譯，在虛擬機(jī)資源充足的情況下再進(jìn)行編譯。

進(jìn)一步地，編譯時(shí)前端編譯器對(duì)java源碼編譯成字節(jié)碼后，后端編譯器先對(duì)源碼進(jìn)行常規(guī)的優(yōu)化如公共子表達(dá)式消除、數(shù)組范圍消除、方法內(nèi)聯(lián)和逃逸分析，完成后再將字節(jié)碼編譯為本地方法。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

(1)本發(fā)明使用了本方式進(jìn)行后端優(yōu)化編譯后，能明顯加快編譯速度和執(zhí)行速度，用戶(hù)端能得到很好的用戶(hù)體驗(yàn)。避免了靜態(tài)編譯和JIT及時(shí)編譯帶來(lái)的啟動(dòng)問(wèn)題和編譯占用資源等問(wèn)題。