JVM Code Cache代码缓存简介

在本文中，我们将了解JVM的Code Cache 代码缓存。

什么是Code Cache？

简而言之，JVM Code Cache （代码缓存）是JVM存储编译成本机代码的字节码的区域。我们将可执行本机代码的每个块称为nmethod。nmethod可能是一个完整的或内联的Java方法。

即时（JIT）编译器是代码缓存区的最大消费者。这就是为什么一些开发人员将此内存称为JIT代码缓存。

Code Cache优化

代码缓存的大小是固定的。一旦它满了，JVM就不会编译任何额外的代码，因为JIT编译器现在处于关闭状态。此外，我们将收到“CodeCache is full… The compiler has been disabled”警告消息。因此，我们的应用程序的性能最终会下降。为了避免这种情况，我们可以使用以下大小选项调整代码缓存：

• InitialCodeCacheSize–初始代码缓存大小，默认为160K
• ReservedCodeCacheSize–默认最大大小为48MB
• CodeCacheExpansionSize–代码缓存的扩展大小，32KB或64KB

增加ReservedCodeCacheSize可能是一个解决方案，但这通常只是一个临时解决办法。

幸运的是，JVM提供了一个UseCodeCache刷新选项来控制代码缓存区域的刷新。其默认值为false。当我们启用它时，它会在满足以下条件时释放占用的区域：

• 代码缓存已满；如果该区域的大小超过某个阈值，则会刷新该区域
• 自上次清理以来已过了特定的时间间隔
• 预编译代码不够热。对于每个编译的方法，JVM都会跟踪一个特殊的热度计数器。如果此计数器的值小于计算的阈值，JVM将释放这段预编译代码

Code Cache使用

为了监控Code Cache（代码缓存）的使用情况，我们需要跟踪当前正在使用的内存的大小。

要获取有关代码缓存使用情况的信息，我们可以指定–XX:+PrintCodeCache JVM选项。运行应用程序后，我们将看到类似的输出：

CodeCache: size=32768Kb used=542Kb max_used=542Kb free=32226Kb

让我们看看这些值的含义：

• 输出中的大小显示内存的最大大小，与ReservedCodeCacheSize相同
• used是当前正在使用的内存的实际大小
• max_used是已使用的最大尺寸
• free是尚未占用的剩余内存

PrintCodeCache选项非常有用，因为我们可以：

• 看看什么时候会flushing
• 确定我们是否达到了关键内存使用点

分段代码缓存

从Java9开始，JVM将代码缓存分为三个不同的段，每个段都包含特定类型的编译代码。更具体地说，有三个部分：

• 非方法段包含JVM内部相关代码，例如字节码解释器。默认情况下，该段约为5MB。此外，还可以通过-XX:nonNMethoddeHeapSize调整标志配置段大小
• 分析的代码段包含经过轻微优化的代码，其生命周期可能很短。即使默认情况下段大小约为122 MB，我们也可以通过-XX:ProfiledCodeHeapSize调整标志来更改它
• 未分析的代码段包含完全优化的代码，其生命周期可能很长。类似地，默认情况下大约为122MB。当然，这个值可以通过-XX:nonprofiedCodeHeapSize调整标志进行配置

这种新结构以不同的方式处理各种类型的编译代码，从而提高了整体性能。

例如，将短命编译代码与长寿命代码分离可以提高方法清理器的性能——主要是因为它需要扫描更小的内存区域。

小结

本文简要介绍了JVM Code Cache （代码缓存）。

此外，我们还提供了一些使用和调整选项来监视和诊断该内存区域。