1. 什么是方法內(nèi)聯(lián)

例如有下面的原始代碼：

static class B {
    int value;
    final int get() {
        return value;
    }
}

public void foo() {
    y = b.get();
    // ...do stuff...
    z = b.get();
    sum = y + z;
}

我們首先要進(jìn)行的就是方法內(nèi)聯(lián)，主要有下面兩個目的：

去除方法調(diào)用的成本，如查找方法版本、建立棧幀。

為其他優(yōu)化建立良好基礎(chǔ)。

內(nèi)聯(lián)后代碼如下：

public void foo() {
    y = b.value;
    // ...do stuff...
    z = b.value;
    sum = y + z;
}

后續(xù)，還可以進(jìn)行冗余訪問消除、復(fù)寫傳播、無用代碼消除等優(yōu)化操作。

2. 方法內(nèi)聯(lián)的重要性

方法內(nèi)聯(lián)是編譯器最重要的優(yōu)化手段，如果沒有內(nèi)聯(lián)，多數(shù)其他優(yōu)化都無法有效進(jìn)行。例如下面這個例子：

public static void foo(Object obj){
    if (obj != null) {
        System.out.println("do something");
    }
}

public static void testInline(String[] args) {
    Object obj = null;
    foo(obj);
}

testInline()方法里其實(shí)全都是無用的代碼，但是如果不做方法內(nèi)聯(lián)，就無法發(fā)現(xiàn)任何 Dead Code 的存在，因?yàn)榉珠_看的話兩個方法里面的操作可能都有意義。

3. Java中方法內(nèi)聯(lián)的困難

在 JVM 中，只有非虛方法，也就是使用invokespecial指令調(diào)用的私有方法、實(shí)例構(gòu)造器、父類方法和使用invokestatic指令調(diào)用的靜態(tài)方法才會在編譯器進(jìn)行解析。

而其他虛方法被invokevirtual指令調(diào)用，在調(diào)用時(shí)必須進(jìn)行方法接收者的多態(tài)選擇。對于一個虛方法，編譯器靜態(tài)地去做內(nèi)聯(lián)的時(shí)候很難確定應(yīng)該使用哪個方法版本，這就造成了方法內(nèi)聯(lián)的困難。

繼承類型關(guān)系分析 CHA

首先，JVM 引入了一種名為類型繼承關(guān)系分析 CHA 的技術(shù)，這種技術(shù)用于在已加載的類中，確定某個接口是否有多于一種的實(shí)現(xiàn)、某個類是否存在子類、某個子類是否覆蓋了父類的某個虛方法等信息。

編譯器在進(jìn)行內(nèi)聯(lián)時(shí)會分不同情況采取不同處理：

如果是非虛方法，那么就直接進(jìn)行內(nèi)聯(lián)。

如果是虛方法，那么向 CHA 查詢是否有多個目標(biāo)版本可供選擇。

如果只有一個版本，就直接內(nèi)聯(lián)，稱為守護(hù)內(nèi)聯(lián)。但由于 Java 程序動態(tài)連接，不知道什么時(shí)候就會加載到新的類型而改變 CHA 的結(jié)論，所以要留好逃生門，假如程序后續(xù)執(zhí)行中加載了導(dǎo)致繼承關(guān)系發(fā)生變化的新類，那么必須拋棄已經(jīng)編譯的代碼，退回到解釋狀態(tài)進(jìn)行執(zhí)行，或者重新編譯。

如果有多個版本可供選擇，那即時(shí)編譯器使用內(nèi)聯(lián)緩存來縮減方法調(diào)用的開銷。內(nèi)聯(lián)緩存是一個建立在目標(biāo)方法正常入口之前的緩存。在未發(fā)生方法調(diào)用時(shí)，內(nèi)聯(lián)緩存為空。第一次調(diào)用發(fā)生后，緩存記錄下方法接收者的版本信息，并且在每次進(jìn)行調(diào)用前都檢查版本。

如果每次調(diào)用的方法接收者版本是一樣的，那稱為單態(tài)內(nèi)聯(lián)緩存，通過緩存來調(diào)用，相比不內(nèi)聯(lián)只多了一次類型判斷的開銷。如果出現(xiàn)方法接收者不一致的情況，就退化為超多態(tài)內(nèi)聯(lián)緩存，開銷相當(dāng)于真正查找虛方法表來進(jìn)行方法分派。當(dāng)緩存未命中的時(shí)候，大多數(shù)JVM的實(shí)現(xiàn)時(shí)退化成超多態(tài)內(nèi)聯(lián)緩存，也有一些JVM選擇重寫單態(tài)內(nèi)聯(lián)緩存，就是更新緩存為新的版本。這樣做的好處是以后還可能會命中，壞處是可能白白浪費(fèi)一個寫的開銷。

總結(jié) 

到此這篇關(guān)于Java中的方法內(nèi)聯(lián)介紹的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java方法內(nèi)聯(lián)內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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