安卓面试必备的JVM虚拟机制详解，看完之后简历上多一个技能( 六 ) 掌握了本篇知识之后

虚拟机相关先说 HotSpot 虚拟机。
从硬件视角来看呢， Java 字节码是无法直接运行的，因此 JVM 需要将字节码翻译成机器码。在 HotSpot 里面，翻译过程有两种，一种是解释执行，即逐条将字节码翻译成机器码并执行，第二种是即时编译执行，即以方法为单位整体编译为机器码后再执行。前者的优势在于无需等待编译，而后者的优势在于实际运行速度更快。 HotSpot 默认采用混合模式，综合了解释执行和编译执行两者的优点。它会先解释执行字节码，而后将其中反复执行的热点代码，以方法为单位进行编译执行。
HotSpot 内置了多个 JIT 即时编译器， C1 和 C2 ，之所以引入多个即时编译器，是为了在编译时间和生成代码的执行效率之间进行取舍。 Java 7 引入了分层编译，分层编译将 JVM 的执行状态分为 5 个层次。第 0 层是解释执行，默认开启性能监控；第 1 层到第 3 层都是称为 C1 编译，将字节码编译成本地代码，进行简单、可靠的优化；第 4 层是 C2 编译，也是将字节码编译成本地代码，但是会启用一些编译耗时较长的优化，甚至会根据性能监控信息进行一些不可靠的激进优化。
至此， HotSpot 及 JIT 就讲完了。
再说 Dalvik 和 ART 。
HotSpot 是基于栈结构的，而 Dalvik 是基于寄存器结构。在官方文档上，已经没有 Dalvik 相关的信息了， Android 5 后， ART 全面取代了 Dalvik 。 Dalvik 使用 JIT 而 ART 使用 AOT 。 AOT 和 JIT 的不同之处在于， JIT 是在运行时进行编译，是动态编译，并且每次运行程序的时候都需要对 odex 重新进行编译；而 AOT 是静态编译，应用在安装的时候会启动 dex2oat 过程把 dex 预编译成 oat 文件，每次运行程序的时候不用重新编译。另外，相比于 Dalvik ， ART 对 GC 过程也进行了改进，只有一次 GC 暂停，而 Dalvik 需要两次，而且在 GC 保持暂停状态期间并行处理。 AOT 解决了应用启动和运行速度问题的同时也带来了另外两个问题，一个是应用安装和系统升级之后的应用安装时间比较长，二是优化后的文件会占用额外的存储空间。在 Android 7 之后， JIT 回归，形成了 AOT/JIT 混合编译模式，这种混合编译模式的特点是：应用在安装的时候 dex 不会被编译，应用在运行时 dex 文件先通过解释器执行，热点代码会被识别并被 JIT 编译后存储在 Code cache 中生成 profile 文件，再手机进入 IDLE（空闲）或者 Charging（充电）状态的时候，系统会扫描 App 目录下的 profile 文件并执行 AOT 过程进行编译。这样一说，其实是和 HotSpot 有点内味。
文章插图
面试问的关于JVM问题JVM 是如何执行方法调用的？其实呢就是了解 Java 编译器和 JVM 是如何区分方法的。方法重载在编译阶段就能确定下来，而方法重写则需要运行时才能确定。
Java 编译器会根据所传入的参数的声明类型来选取重载方法，而 JVM 识别方法依赖于方法描述符，它是由方法的参数类型以及返回类型所构成。 JVM 内置了五个与方法调用相关的指令，分别是 invokestatic 调用静态方法、invokespecial 调用私有实例方法、invokevirtual 调用非私有实例方法、invokeinterface 调用接口方法以及 invokedynamic 调用动态方法。对于 invokestatic 以及 invokespecial 而言， JVM 能够直接识别具体的目标方法，而对于 invokevirtual 和 invokeinterface 而言，在绝大多数情况下， JVM 需要在执行过程中，根据调用者的动态类型来确定具体的目标方法。唯一的例外在于，如果虚拟机能够确定目标方法有且只有一个，比如方法被 final 修饰，那么它就可以不通过动态类型，直接确定目标方法。