版本信息：
jdk版本：jdk8u40
思想至上
Hotspot中执行引擎分为解释器、JIT及时编译器，上篇文章描述到解释器过度到JIT的条件。JVM源码剖析之达到什么条件进行JIT优化 这篇文章大致讲述JIT的编译过程。在JDK中javac和JIT两部分跟编译原理挂钩，而编译原理抛开内部实现的算法，从思想的角度出发可以分为前端、中间IR、后端，见图1.1描述。比如拿javac举例，开发人员编写好xxx.java 文件，通过javac命令把xxx.java 文件编译成 xxx.class二进制文件交给JVM执行，其中编译的流程就如图1.1的流程。
图1.1 编译原理思想图
而本文论述JIT，所以我们需要把编译原理的思想带入到JIT中，见图1.2，这里的输入为达到JIT编译阈值的方法对应的字节码，经过前端、中间IR语言、后端（这里为了容易理解，把前端、中间IR语言、后端想象成一个编译的黑盒程序）后得到输出结果为ISA指令集（ISA：CPU平台可执行指令）
图1.2 JIT的编译思想图
源码论证
流程图先放在最前面，如图1.3
图1.3 JIT工作流程
由图1.3可以得知Java工作线程（Java项目中运行的线程）和编译线程之间通过队列来通信（当然，这也是线程通信的最基本方式），CompileTask作为通信的载体，当Java线程执行某个方法当方法达到JIT优化的阈值或者回边计数器达到了阈值，此时会创建CompileTask投递到CompileQueue队列中。
/*
method_invocation_event
->compile
->submit_compile
->compile_method
->compile_method_base
->create_compile_task
*/
// src/share/vm/compiler/compileBroker.cpp 文件中
CompileTask* CompileBroker::create_compile_task(CompileQueue* queue,
int compile_id,
methodHandle method,
int osr_bci,
int comp_level,
methodHandle hot_method,
int hot_count,
const char* comment,
bool blocking) {
CompileTask* new_task = allocate_task();
new_task->initialize(compile_id, method, osr_bci, comp_level,
hot_method, hot_count, comment,
blocking);
// 给CompilerThread线程对应的队列投递编译任务。
queue->add(new_task);
return new_task;
}
java工作线程给编译线程队列投递任务后，此时编译线程开始干活，接收队列的compileTask任务，开始执行编译工作
// src/share/vm/compiler/compileBroker.cpp 文件中
void CompileBroker::compiler_thread_loop() {
CompilerThread* thread = CompilerThread::current();
// 拿到当前编译线程对应的队列
CompileQueue* queue = thread->queue();
…………
while (!is_compilation_disabled_forever()) {
// 从队列中获取到任务
CompileTask* task = queue->get();
if (task == NULL) {
continue;
}
…………
// 执行任务
invoke_compiler_on_method(task);
}
}
接下来的编译工作需要区分c1还是c2编译器，这个在Java工作线程投递compileTask任务的时候就已经确定（因为在检查阈值的时候即可确定）。在Hotspot中c1编译器用Compiler类作为抽象，c2编译器使用C2Compiler类作为抽象，不管是c1和c2都继承与AbstractCompiler，AbstractCompiler类中给予编译器公共的抽象。为了篇幅的简单，我们采用c1，也叫做client编译器。
/*
invoke_compiler_on_method
->Compiler::compile_method(Compiler为c1编译器)
->Compilation::Compilation
->Compilation::compile_method
*/
// src/share/vm/c1/c1_Compilation.cpp 文件中
void Compilation::compile_method() {
…………
// compile method
int frame_size = compile_java_method();
if (InstallMethods) { // 在c1编译器中，默认为true，也即编译完成后安装机器码。
// 安装代码（实际上就是把机器码执行地址放入Method对象中，下次执行方法就会执行JIT编译好的代码）
install_code(frame_size);
}
…………
}
int Compilation::compile_java_method() {
// 从方法字节码构建出HIR中间语言。
{
PhaseTraceTime timeit(_t_buildIR);
build_hir();
}
// 从HIR中间语言构建出LIR中间语言
{
PhaseTraceTime timeit(_t_emit_lir);
_frame_map = new FrameMap(method(), hir()->number_of_locks(), MAX2(4, hir()->max_stack()));
emit_lir();
}
// 从LIR中间语言生成机器代码
{
PhaseTraceTime timeit(_t_codeemit);
return emit_code_body();
}
}
整个c1编译器的编译过程就论述完毕了（仅仅是宏观上，微观上还存在众多算法和平台指令的生成，这个跟编译原理的算法和Hotspot中JIT优化的思想有关，这里不做论述）
这里对IR中间语言做一个简单的论述，为什么Hotspot中JIT需要存在HIR和LIR 2个中间语言呢？在编译原理中，IR的作用是承上启下，由于中间层的出现，这也让前端和后端更加灵活多变，此时，这也让笔者不经想起一句话" 计算机的世界没有加一个中间层解决不了的问题,如果不行,那就再加一层 "，并且有了中间层的出现，便可以在中间表示层做你想做的语言优化工作。说回Hotspot中，既然分了HIR（High-level Intermediate Representation）和LIR（Low-level Intermediate Representation）两层中间层，所以抽象的行为更加的具体，并且模块化更细粒度。HIR在JIT中是平台无关的中间语言，这一层完全可以用来对接字节码，并且做优化工作，优化完毕后，生成LIR中间语言，而LIR中间语言与平台相关，可以说已经非常接近平台相关指令（机器语言），这一层便可以做平台相关的优化工作。一层一层的过度，这像不像解释器过度到JIT的过程。
在GCC编译器中IR中间层就分为GENERIC、GIMPLE、RTL，也是一层一层的过度，最终RTL最接近机器语言的表现形式
在Coins编译器中，IR中间层也是分为HIR、LIR，跟Hotspot一样，从HIR过度到LIR，LIR接近机器语言的表现形式。
