一. CodeCache簡介
從字面意思理解就是代碼緩存區，它緩存的是JIT(Just in Time)編譯器編譯的代碼，簡言之codeCache是存放JIT生成的機器碼(native code)。當然JNI(Java本地接口)的機器碼也放在codeCache里，不過JIT編譯生成的native code占主要部分。
大致在JVM中的分布如下：
大家都知道javac編譯器，把java代碼編譯成class字節碼，它和JIT編譯器的區別是，javac只是前端編譯(有的叫前期編譯)，jvm是通過執行機器碼和底層交互的，這樣我們編寫的業務代碼才能生效。所以還要把字節碼class編譯成與本地平台相關的機器碼，這個過程就是后端編譯。
后端編譯根據具體的執行方式不同又分為兩種：
1.解釋執行
一行一行解釋成機器碼再執行，每次調用時都需要重新逐條解釋執行。
2.編譯執行(JIT)
將頻繁調用的方法或循環體編譯成機器碼后，進行多層優化，然后緩存到codeCache里，避免重復編譯。
兩種執行方式的區別很明顯，第一種在遇到頻繁調用的方法或代碼塊時執行效率很低，但是解釋執行可以節省內存(不存放到codeCache)，立即執行。然后當程序運行一段時間后(達到一定的編譯次數)，編譯執行即JIT優化，可以獲得更高的執行效率。
所以說二者是相輔相成的。
現在的Java虛擬機這兩種方式都包含(通過命令行java -version查看):
// mixed mode 解釋+編譯
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 24.80-b11, mixed mode)
其實JIT編譯只是一個統稱，具體要看jvm是client端還是server端的，不同的端會分為C1，C2編譯器，這兩種編譯器的區別下一篇會講到，這里先不展開。
二. JIT編譯優化
上面講到了JVM會對頻繁使用的代碼，即熱點代碼(Hot Spot Code)，達到一定的閾值后會編譯成本地平台相關的機器碼，並進行各層次的優化，提升執行效率。
熱點代碼也分兩種：
- 被多次調用的方法
- 被多次執行的循環體
那閾值如何判斷呢？
- 方法計數器，統計被多次調用的方法次數，該計數器統計的並不是方法被調用的絕對次數，而是在一段時間內方法被調用的次數。server模式下默認是10000次，可以通過
-XX:CompileThreshold來設置(client模式一般很少用到，默認是1500)。 - 回邊計數器，統計一個方法中循環體代碼執行的絕對次數，在字節碼中遇到控制流向后跳轉的指令稱為回邊，主要通過
OnStackReplacePercentage設置。
編譯后進行優化，JIT的優化有很多種，比如：
- 針對方法的優化，方法內聯(可以參考這篇文章Java開發規范之性能篇，關於inline的解釋)
- 針對多次調用的循環體優化：棧上替換OSR(On-Stack Replace)
- 無用代碼消除
- 復寫傳播
- 逃逸分析
更多JIT優化技術可參考jvm官網介紹
三. codeCache使用注意事項
上面主要講了codeCache的作用和JIT的關系，codeCache主要是存放JIT編譯后的機器代碼，codeCache的大小主要是通過下面的參數設置：
-XX:InitialCodeCacheSize設置codeCache初始大小，一般默認是48M-XX:ReservedCodeCacheSize設置codeCache預留的大小，通常默認是240M
如果codeCache的內存滿了會進行回收，但在jdk1.8之前的jvm回收算法有點問題，當codeCache滿了之后會導致編譯線程無法繼續，並且消耗大量CPU導致系統運行變慢，現象就是系統響應增加，如果你也遇到這個問題建議直接升級成jdk8，或者調大codeCache內存。
codeCache的大小設置可以通過-XX:+PrintCodeCache參數查看調整，但這個參數只在JVM停止的時候打印codeCache使用情況，所以如果想實時監控codeCache的使用情況，可以參考如下代碼：
package com.javakk;
import java.io.File;
import java.lang.management.ManagementFactory;
import javax.management.MBeanServerConnection;
import javax.management.ObjectName;
import javax.management.remote.JMXConnector;
import javax.management.remote.JMXConnectorFactory;
import javax.management.remote.JMXServiceURL;
import com.sun.tools.attach.VirtualMachine;
/**
* 基於JMX在運行時查看codeCache使用情況
* @author 公眾號:Java老K
*/
public class CodeCacheTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
String pid = getPid(); // 先獲取java程序的pid
String codeCache = getCodeCache(pid); // 根據pid獲取codeCache的使用情況
System.out.println(codeCache);
}
/**
* 獲取java進程id
* @return
*/
public static String getPid(){
String name = ManagementFactory.getRuntimeMXBean().getName();
return name.split("@")[0];
}
/**
* 獲取java應用的codeCache使用情況
* @param pid
* @throws Exception
*/
public static String getCodeCache(String pid) throws Exception {
VirtualMachine vm = VirtualMachine.attach(pid);
JMXConnector connector = null;
try {
String addr = "com.sun.management.jmxremote.localConnectorAddress";
String property= vm.getAgentProperties().getProperty(addr);
if (property == null) {
String agent = vm.getSystemProperties().getProperty("java.home")
+ File.separator
+ "lib"
+ File.separator
+ "management-agent.jar";
vm.loadAgent(agent);
property = vm.getAgentProperties().getProperty(addr);
}
JMXServiceURL url = new JMXServiceURL(property);
connector = JMXConnectorFactory.connect(url);
MBeanServerConnection mbeanConn = connector.getMBeanServerConnection();
ObjectName obj = new ObjectName("java.lang:type=MemoryPool,name=Code Cache");
return mbeanConn.getAttribute(obj, "Usage").toString();
} finally {
if(connector != null) {
connector.close();
}
vm.detach();
}
}
}
運行后可以查看contents結果
contents={committed=2555904, init=2555904, max=251658240, used=2395648}
可以看到我本地的codeCahe配置，初始化是2555904，最大為251658240，已使用2395648