1. JVM编译器

1.1. 前端编译器

如javac，将java文件编译为class文件。此阶段不会发生指令重排序。

1.2. 后端编译器

JIT 是将一些字节码编译为机器码，并存入 Code Cache，下次遇到相同的代码，直接执行，无需再编译。此阶段可能会发生指令重排序。和解释器一样，起点都是编译后的 class 文件，而不是.java 源文件。

HotSpot中内置了两个即时编译器，分别称为 Client Compiler和 Server Compiler ，或者简称为 C1 编译器和 C2 编译器。目前的 HotSpot 编译器默认的是解释器和其中一个即时编译器配合的方式工作，具体是哪一个编译器，取决于虚拟机运行的模式，HotSpot 虚拟机会根据自身版本与计算机的硬件性能自动选择运行模式，用户也可以使用 -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。通过虚拟机 -version 命令可以查看当前默认的运行模式。

C2编译器是专门面向服务端的，并为服务端的性能配置特别调整过的编译器，也是一个充分优化过的高级编译器，几乎能达到 GNU C++ 编译器使用-O2 参数时的优化强度，它会执行所有的经典的优化动作，如无用代码消除（Dead Code Elimination）、循环展开（Loop Unrolling）、循环表达式外提（Loop Expression Hoisting）、消除公共子表达式（Common Subexpression Elimination）、常量传播（Constant Propagation）、基本块冲排序（Basic Block Reordering）等，还会实施一些与 Java 语言特性密切相关的优化技术，如范围检查消除（Range Check Elimination）、空值检查消除（Null Check Elimination ，不过并非所有的空值检查消除都是依赖编译器优化的，有一些是在代码运行过程中自动优化了）等。

2. JVM解释器

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hotspot解释器模块(hotspot\src\share\vm\interpreter)有两个实现：基于C++的解释器和基于汇编的模板解释器。hotspot默认使用比较快的模板解释器。其中

C++解释器 = bytecodeInterpreter* + cppInterpreter*
模板解释器 = templateTable* + templateInterpreter*

它们前者负责字节码的解释，后者负责解释器的运行时，共同完成解释功能。这里我们只关注模板解释器。

C++解释器 = bytecodeInterpreter* + cppInterpreter* 零汇编:只和编译器有关，与CPU无关
volatile：语义就是禁止编译器优化

模板解释器 = templateTable* + templateInterpreter* 涉及CPU指令和汇编

volatile：lock的作用锁缓存行、刷MOB(ROB和StoreBuffer)

3. JVM执行器

解释执行：包括C++解释器和模板解释器。解释执行并不是每次执行字节码时动态把它编译成机器码，而是将根据字节码的类型，转到对应的机器码去执行，即一个派发（switch）的过程。而C++解释器派发到的是由字节码对应的C++代码所编译成的机器码，模板解释器派发到的是字节码对应的汇编模板所生成的机器码。由于C++代码由编译器编译成机器码，比较冗余，所以执行速度慢，而模板解释器的汇编模板是直接由汇编代码专门编写的，执行效率高。解释执行执行速度较慢，并不是每次将字节码动态编码生成机器码的原因，这是错误的。而是对于每个字节码都派发到对应的机器码上执行，而不是从上到下的顺序执行机器码，多了很多判断、跳转的指令，所以效率较低。

编译执行：JIT对于热点代码，编译成运行效率高的机器码。这里与模板解释器的区别在于JIT针对的是代码段生成机器码，而模板解释器是针对每个字节码指令生成机器码，以及JIT是动态生成的，模板解释器是在JVM启动时就把字节码对应的汇编模板转换为机器码。某种意义上模板解释器也属于JIT的范畴。当JIT把整段代码直接编译成机器码时，在执行时就可以自上而下的获取执行机器码，而不用对于每条字节码指令跳转到对应的机器码上，执行效率获得提升。