JVM中的方法内联

在C++中，可以明确定义内联函数，使用inline关键字。在Java中不能定义内联函数，但是方法的内联在JIT编译中还是存在的，只不过是JIT自动优化的，我们无法在写代码的时候指定。

所谓内联函数就是指函数在被调用的地方直接展开，编译器在调用时不用像一般函数那样，参数压栈，返回时参数出栈以及资源释放等，这样提高了程序执行速度。 一般函数的调用时，JVM会自动新建一个堆栈框架来处理参数和下一条指令的地址，当执行完函数调用后再撤销该堆栈。

写一段代码来测试一下。

public class Test {

public static void foo() {

boolean t = true;

boolean f = false;

System.out.println(t == f);

}

public static void main(String[] args) {

foo();

}

}

看一下这段代码的字节码信息，使用命令

javap -c -s -l -verbose Test

关键部位的字节码信息如下

public static void foo();

Signature: ()V

LineNumberTable:

line 5: 0

line 6: 2

line 7: 4

line 8: 20

LocalVariableTable:

Start Length Slot Name Signature

2 19 0 t Z

4 17 1 f Z

Code:

Stack=3, Locals=2, Args_size=0

0: iconst_1

1: istore_0

2: iconst_0

3: istore_1

4: getstatic #15; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;

7: iload_0

8: iload_1

9: if_icmpne 16

12: iconst_1

13: goto 17

16: iconst_0

17: invokevirtual #21; //Method java/io/PrintStream.println:(Z)V

20: return

LineNumberTable:

line 5: 0

line 6: 2

line 7: 4

line 8: 20

LocalVariableTable:

Start Length Slot Name Signature

2 19 0 t Z

4 17 1 f Z

StackMapTable: number_of_entries = 2

frame_type = 255 /* full_frame */

offset_delta = 16

locals = [ int, int ]

stack = [ class java/io/PrintStream ]

frame_type = 255 /* full_frame */

offset_delta = 0

locals = [ int, int ]

stack = [ class java/io/PrintStream, int ]

public static void main(java.lang.String[]);

Signature: ([Ljava/lang/String;)V

LineNumberTable:

line 11: 0

line 12: 3

LocalVariableTable:

Start Length Slot Name Signature

0 4 0 args [Ljava/lang/String;

Code:

Stack=0, Locals=1, Args_size=1

0: invokestatic #33; //Method foo:()V

3: return

LineNumberTable:

line 11: 0

line 12: 3

LocalVariableTable:

Start Length Slot Name Signature

0 4 0 args [Ljava/lang/String;

可以看到在字节码中是不能反映出方法内联的，方法内联是在JIT编译时发生的，Oracle对方法内联的举例(传送门：http://java.sun.com/developer/technicalArticles/Networking/HotSpot/inlining.html)，JVM会做出优化。要发现该方法是否被内联可以使用如下命令：

java -Xrunhprof:cpu=times InlineMe

在本文中我没有进行这个测试，如果想看这个测试结果，可以到这里来看。(传送门：http://spring8314.iteye.com/blog/139299)

也可以使用参数：(这个参数只能在debug mode下使用，可以参见http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/tech/exactoptions-jsp-141536.html，建议使用fastdebug来玩，传送门：http://agapple.iteye.com/blog/1056599)

-XX:+PrintInlining

打印出来的内容如下

@ 0 org.dothwinds.test.Test::foo (21 bytes)

可以看到log中存在foo方法。后面的21字节表示字节码所占用的字节。那么用javap可以看到foo方法的字节码正好占用21字节

Code:

Stack=3, Locals=2, Args_size=0

0: iconst_1

1: istore_0

2: iconst_0

3: istore_1

4: getstatic #15; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;

7: iload_0

8: iload_1

9: if_icmpne 16

12: iconst_1

13: goto 17

16: iconst_0

17: invokevirtual #21; //Method java/io/PrintStream.println:(Z)V

20: return

我们将这段代码反汇编x86asm来看看。

java -Xcomp -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:+Pr

intAssembly org/dothwinds/test/Test >log.log

到当前目录下找到这个log文件，将有意义的代码提取出来。

Code:

[Disassembling for mach='i386']

[Entry Point]

[Verified Entry Point]

[Constants]

# {method} 'main' '([Ljava/lang/String;)V' in 'org/dothwinds/test/Test'

# parm0: ecx = '[Ljava/lang/String;'

# [sp+0x20] (sp of caller)

;; block B6 [0, 0]

0x01cd3930: mov %eax,-0x8000(%esp)

0x01cd3937: push %ebp

0x01cd3938: sub $0x18,%esp ;*invokestatic foo

; - org.dothwinds.test.Test::main@0 (line 11)

;; block B0 [0, 3]

;; 10 move [obj:0x0|L] [edx|L] [patch_normal] [bci:4]

0x01cd393b: nop

0x01cd393c: nop

0x01cd393d: nop

0x01cd393e: nop

0x01cd393f: nop

0x01cd3940: jmp 0x01cd3990 ; {no_reloc}

;; 12 move [Base:[edx|L] Disp: 2147483647|L] [ecx|L] [patch_normal] [bci:4]

0x01cd3945: nop

0x01cd3946: nop

0x01cd3947: nop

0x01cd3948: jmp 0x01cd39bb ; implicit exception: dispatches to 0x01cd399a

0x01cd394d: nop ;*getstatic out

; - org.dothwinds.test.Test::foo@4 (line 7)

; - org.dothwinds.test.Test::main@0 (line 11)

0x01cd394e: cmp (%ecx),%eax ; implicit exception: dispatches to 0x01cd39c5

0x01cd3950: mov $0x0,%edx ;*invokevirtual println

; - org.dothwinds.test.Test::foo@17 (line 7)

; - org.dothwinds.test.Test::main@0 (line 11)

0x01cd3955: nop

0x01cd3956: mov $0xffffffff,%eax ; {oop(NULL)}

0x01cd395b: call 0x01c0b210 ; OopMap{off=48}

;*invokevirtual println

; - org.dothwinds.test.Test::foo@17 (line 7)

; - org.dothwinds.test.Test::main@0 (line 11)

; {virtual_call}

0x01cd3960: add $0x18,%esp

0x01cd3963: pop %ebp

0x01cd3964: test %eax,0x260100 ; {poll_return}

0x01cd396a: ret

这段代码之所以能看出有内联特征是因为(借用撒迦(http://rednaxelafx.iteye.com/)的话)：

0x01cd395b: call 0x01c0b210 ; OopMap{off=48}

;*invokevirtual println

; - org.dothwinds.test.Test::foo@17 (line 7)

; - org.dothwinds.test.Test::main@0 (line 11)

; {virtual_call}

每行右边分号后面是注释。它会显示当前机器指令对应的原本的Java字节码是什么、字节码是从哪里来的。

可以看到这里call指令对应的字节码原本是个invokevirtual，而它原本是在foo()方法中的，并且被main()方法内联了。

如果不想进行方法内联，可以使用参数：

-XX:CompileCommand=dontinline,org/dothwinds/test/Test,foo

但是需要注意的是，C1(Client模式)下是不检查dontinline的，解决方法可以见帖子：传送门(http://hllvm.group.iteye.com/group/topic/26381)

如果嫌这种方式麻烦，那只能使用C2(Server模式)来玩了。

最后要十分感谢撒迦的帮助和指点。