虚拟机执行模式
在HotSpot里面，代码执行有两种模式：
- 直接解释指令：这使用的是HotSpot的解释引擎，它采用模板解释，将每一条指令直接翻译成本地代码，而后由硬件直接执行；
- 编译执行：是指，将代码直接翻译成本地代码执行，这就是耳熟能详的JIT编译器，更加准确的说是HotSpot Compiler；
HotSpot虚拟机可以配置为以下运行模式：
- -Xint：解释模式
- -Xcomp：编译模式
- -Xmixed：混合模式
通过java -version就可以查看虚拟机的运行模式，如下：
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 25.0-b70-debug, mixed mode)
JIT的运行模式有两种：client模式和server模式。这两种模式采用的编译器是不一样的，client模式采用的是代号为C1的轻量级编译器，特点是启动快，但是编译不够彻底；而server模式采用的是代号为C2的编译器，特点是启动比较慢，但是编译比较彻底，所以一旦服务起来后，性能更高。
用户可以使用 -client 和 -server 参数强制指定虚拟机运行在 Client 模式或者 Server 模式。这种配合使用的方式称为“混合模式”（Mixed Mode），用户可以使用参数 -Xint 强制虚拟机运行于 “解释模式”（Interpreted Mode），这时候编译器完全不介入工作。另外，使用 -Xcomp 强制虚拟机运行于 “编译模式”（Compiled Mode），这时候将优先采用编译方式执行，但是解释器仍然要在编译无法进行的情况下接入执行过程。
Oracle JDK6u25之后引入了分层编译（对应参数 -XX:+TieredCompilation）的概念，综合了 C1 的启动性能优势和 C2 的峰值性能优势。如果需要关闭分层编译，需要加上启动参数-XX:-TieredCompilation
分层编译将 Java 虚拟机的执行状态分为了五个层次。为了方便阐述，我用“C1 代码”来指代由 C1 生成的机器码，“C2 代码”来指代由 C2 生成的机器码。五个层级分别是：
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第0层（解释层）启动：这一层主要是提供了一些比较关键性方法的性能，快速进入C1层。
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第1层（C1编译器）：通过上一层提供的一些关键方法的性能信息来优化这些代码。本层不包含性能优化的信息。
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第2层：基于C1编译器优化的结果来处理的，此时会有少数方法通过C1编译器的编译，在本层会为这些少数方法的调用次数和循环分支执行情况，收集它们的性能分析信息。
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第3层：得到C1编译器编译的所有方法以及对所有的性能优化信息
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第4层：只对C2编译器有效。
关于分层编译有关文章：https://book.douban.com/annotation/31392220/
通常情况下，C2 代码的执行效率要比 C1 代码的高出 30% 以上。然而，对于 C1 代码的三种状态，按执行效率从高至低则是 1 层 > 2 层 > 3 层。
其中 1 层的性能比 2 层的稍微高一些，而 2 层的性能又比 3 层高出 30%。这是因为 profiling 越多，其额外的性能开销越大。
在 5 个层次的执行状态中，1 层和 4 层为终止状态。当一个方法被终止状态编译过后，如果编译后的代码并没有失效，那么 Java 虚拟机是不会再次发出该方法的编译请求的。
这里我列举了 4 个不同的编译路径（Igor 的演讲列举了更多的编译路径）。通常情况下，热点方法会被 3 层的 C1 编译，然后再被 4 层的 C2 编译。
如果方法的字节码数目比较少（如 getter/setter），而且 3 层的 profiling 没有可收集的数据。
那么，Java 虚拟机断定该方法对于 C1 代码和 C2 代码的执行效率相同。在这种情况下，Java 虚拟机会在 3 层编译之后，直接选择用 1 层的 C1 编译。由于这是一个终止状态，因此 Java 虚拟机不会继续用 4 层的 C2 编译。
在 C1 忙碌的情况下，Java 虚拟机在解释执行过程中对程序进行 profiling，而后直接由 4 层的 C2 编译。在 C2 忙碌的情况下，方法会被 2 层的 C1 编译，然后再被 3 层的 C1 编译，以减少方法在 3 层的执行时间。
Java 8 默认开启了分层编译。不管是开启还是关闭分层编译，原本用来选择即时编译器的参数 -client 和 -server 都是无效的。当关闭分层编译的情况下（指定-XX:-TieredCompilation），Java 虚拟机将直接采用 C2。
如果你希望只是用 C1，那么你可以在打开分层编译的情况下使用参数 -XX:TieredStopAtLevel=1。在这种情况下，Java 虚拟机会在解释执行之后直接由 1 层的 C1 进行编译。
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