JIT和AOT介绍
JIT (Just-In-Time) 编译和 AOT (Ahead-Of-Time) 编译是两种常见的编译方式，用于将高级语言转换为机器代码。它们在编译时机、性能、资源消耗以及优化策略上有所不同。
1. JIT 编译（即时编译）
JIT 编译是一种动态编译的技术，它在程序运行时将中间代码（如C#的IL代码、Java的字节码）逐行或逐段转换成机器码。这个过程通常发生在程序的第一次执行时。
主要特点：
- 编译时机：在程序运行时进行编译。在执行过程中，JIT 编译器将字节码转换为特定平台的机器码。
- 性能：JIT 编译的主要优点是可以对运行时的情况进行优化。比如，根据实际数据或硬件特性优化代码（例如内存访问模式、CPU缓存利用等）。因此，JIT 编译可以为特定硬件和程序状态生成优化代码。
- 内存消耗：JIT 编译需要存储中间字节码和最终生成的机器码，这通常会消耗较多内存。
- 启动速度：由于JIT 编译是运行时执行的，程序的启动速度相对较慢。每次执行新的方法时，都需要进行编译，增加了延迟。
优点：
- 运行时优化：可以根据实际使用情况动态优化性能。
- 跨平台支持：JIT 编译使得同一段中间代码可以在不同的硬件和操作系统上运行，支持跨平台。
缺点：
- 启动时间长：第一次运行时，需要编译，因此启动较慢。
- 内存消耗较大：需要同时存储中间代码和机器码。
使用场景：
- 适合在性能要求较高并且支持运行时优化的应用程序，如 Java虚拟机（JVM） 和 .NET的CLR。
2. AOT 编译（预先编译）
AOT 编译是在程序运行之前就将源代码或中间代码编译成目标平台的机器代码。程序在编译时就已经是本地代码，不再需要运行时的编译。
主要特点：
- 编译时机：所有代码在程序启动前就已经编译成机器代码，这意味着程序执行时不需要再进行编译。
- 性能：AOT 编译的程序启动速度更快，因为所有代码都已经编译为机器码，不需要在运行时进行编译。没有运行时优化的能力，所有优化只能在编译阶段完成。
- 内存消耗：AOT 编译的程序通常内存占用较低，因为不需要存储中间代码。
- 启动速度：AOT 编译提供了更快的启动时间，因为机器码已经准备好，程序启动时直接执行。
优点：
- 快速启动：没有JIT编译的延迟，程序启动速度更快。
- 较低的内存消耗：因为没有中间代码，需要的内存较少。
- 性能稳定：由于所有代码都已经编译好，程序的执行性能比较稳定，没有运行时的编译开销。
缺点：
- 缺乏运行时优化：AOT 编译无法根据实际运行时的情况进行优化，可能无法达到 JIT 编译那样的高性能。
- 较大的编译文件：所有的程序代码都已经被编译成机器代码，因此生成的文件通常较大。
使用场景：
- 适合需要快速启动、低内存消耗并且稳定的性能的场景，如 移动应用 和 嵌入式系统。
JIT 与 AOT 的比较
| 特性 | JIT 编译 | AOT 编译 |
|---|---|---|
| 编译时机 | 运行时 | 编译时 |
| 启动速度 | 较慢（需要编译过程） | 较快（预先编译好机器码） |
| 内存消耗 | 较高（存储中间代码和机器码） | 较低（只存储机器码） |
| 运行时优化 | 支持（根据运行时情况优化） | 不支持（优化只能在编译时完成） |
| 适用场景 | 动态应用、跨平台支持、高性能要求 | 快速启动、低内存消耗、稳定性能 |
| 典型语言 | C#, Java, Python（部分） | C, C++, Rust, Swift（部分） |
应用领域
- JIT编译：Java、.NET、Python等使用JIT编译的虚拟机都在运行时动态优化程序的执行，这对于长时间运行的大型系统非常有用。
- AOT编译：AOT编译常见于移动端应用、嵌入式设备、游戏等，它适用于启动速度和内存要求非常关键的场景。
总的来说，JIT和AOT编译各有优劣，选择哪种编译方式要根据实际的应用场景来决定。
在 .NET 中，传统的 CLR（公共语言运行时） 使用JIT编译，但随着 .NET Core 和 .NET 5/6 的发展，AOT编译也被引入，特别是在移动和嵌入式设备中，AOT编译可以有效提升性能。
