深入理解 jstat -printcompilation 输出中的编译类型

本文深入探讨了 jstat -printcompilation 命令的输出，特别是 Type 列的含义。该列指示了JIT编译的类型，包括常规编译、栈上替换和本地方法编译。然而，需要注意的是，在标准JDK发布版本中，由于特定调试选项的限制，Type 列通常只显示为 1（常规编译），其他类型仅在特殊配置的调试JVM中可见。理解这一点对于准确解读JIT编译活动至关重要。

jstat -printcompilation 概述

jstat 是 jdk 提供的一个命令行工具，用于监控 jvm 的各种运行时数据。其中，jstat -printcompilation 命令专门用于显示最近一次 jit（just-in-time）编译的方法信息。这对于理解 jvm 在运行时如何优化代码非常有帮助。

该命令的典型输出格式如下：

Compiled  Size  Type Method      207     64    1 java/lang/CharacterDataLatin1 toUpperCase      208      5    1 java/math/BigDecimal$StringBuilderHelper getCharArray

输出中各列的含义：

• Compiled: 已编译方法的索引或计数。
• Size: 编译后的方法字节码大小。
• Type: 编译类型。这是本文重点探讨的列。
• Method: 编译的方法的全限定名。

Type 列的深层解析

Type 列的值表示了 JVM 对方法进行 JIT 编译的具体类型。根据 OpenJDK 源码中的定义，Type 列的值对应于内部的 CompileType 枚举，主要包含以下几种类型：

1. 1 = normal_compile: 这是最常见的编译类型，表示常规的 JIT 编译。当 JVM 识别到某个方法被频繁调用，或者其热度达到阈值时，会将其编译成机器码以提高执行效率。
2. 2 = osr_compile: 表示“栈上替换”（On-Stack Replacement）编译。当一个方法在执行过程中（即在调用栈上）被发现是热点代码时，JVM 可以对其进行编译，并用编译后的版本替换当前正在执行的解释器版本，而无需等待方法执行完毕并重新进入。这种优化通常发生在循环中。
3. 3 = native_compile: 表示对本地（Native）方法的编译包装。本地方法（如通过 JNI 调用的 C/C++ 方法）本身不是 Java 字节码，但 JVM 可能会为其生成一个编译过的包装器，以便更好地集成到 JIT 优化流程中，例如进行参数传递优化或异常处理。

实际应用与注意事项

尽管 Type 列理论上可以显示 1、2 或 3，但在实际生产环境中，使用标准 JDK（发布版本）时，您几乎总是会看到 Type 列的值为 1。这是因为 osr_compile 和 native_compile 这两种类型的数据统计，默认情况下只在 JVM 的调试版本中启用，并且需要显式设置特定的 JVM 启动参数。

具体来说，在 OpenJDK 的实现中，Type 列的值是根据以下逻辑确定的：

  int last_compile_type = normal_compile; // 默认为 1   if (CICountOSR && is_osr) { // 如果开启了 OSR 计数且当前是 OSR 编译     last_compile_type = osr_compile; // 设置为 2   } else if (CICountNative && method->is_native()) { // 如果开启了 Native 计数且是本地方法     last_compile_type = native_compile; // 设置为 3   }

其中，CICountOSR 和 CICountNative 是 JVM 的内部选项，它们默认在发布版本中是关闭的。要启用它们，需要使用 -XX:+CICountOSR 和 -XX:+CICountNative 这两个 JVM 参数。然而，这些参数通常只在 JVM 的调试版本中有效，并且不推荐在生产环境中使用，因为它们可能会引入额外的开销或不稳定性。

这意味着：

• 在绝大多数生产环境的 JDK 部署中，jstat -printcompilation 输出的 Type 列将始终显示为 1。
• 如果您需要观察 2 或 3 类型的编译，您需要使用 JVM 的调试版本，并配置相应的 XX 参数。这通常用于 JVM 性能分析和调试的特定场景。

如何使用 jstat -printcompilation：

首先，您需要获取目标 Java 进程的 PID（进程ID）。可以使用 jps 命令来查看正在运行的 Java 进程及其 PID：

jps -l

然后，使用获取到的 PID 执行 jstat -printcompilation 命令：

jstat -printcompilation <your_java_pid>

例如：

jstat -printcompilation 12345

这将显示该 PID 对应的 Java 进程最近一次 JIT 编译的方法信息。持续运行此命令（例如，结合 watch 命令）可以观察到 JIT 编译的动态过程。

总结

jstat -printcompilation 是一个有用的工具，用于监控 JVM 的 JIT 编译活动。尽管 Type 列提供了编译类型的详细信息，但由于 JVM 内部选项的限制，在标准生产环境的 JDK 中，该列的值通常只显示为 1，表示常规 JIT 编译。理解这一限制对于准确解读 jstat 输出至关重要，避免对 Type 列的单一值产生误解。对于深入研究 JIT 编译行为，特别是栈上替换和本地方法编译，可能需要更专业的 JVM 调试工具和环境配置。