[Java][HotSpot VM] jstat -compiler的输出的含义

有同学问我说：

问个问题～～ 我们HotSpot，用jstat看JIT有很高的failed的比例。有没有什么文档讲为什么JIT compilation会fail，还有那个failed type到底是什么意思，以及identify哪些method有compilation failure的啊？我以前看到的那些书完全没有讲到这些啊（
难道这jstat说的failure，其实就是deoptimization的意思么…

嗯。很简单的问题，来回答一下。

这是关于Oracle/Sun JDK / OpenJDK自带的jstat工具的问题。其实我以前的blog上写过如何自己查找jstat的各种数据的含义，请跳这俩传送门：

• 用Java获取full GC的次数？（2） - Script Ahead, Code Behind
  
• 通过jstat工具来查看jvmstat monitor的值 - Script Ahead, Code Behind
  

jstat -compiler的一个示例输出：

$ jstat -compiler 55417
Compiled Failed Invalid   Time   FailedType FailedMethod
    6296      6       0    50.37          1  org/eclipse/jdt/internal/core/CompilationUnitStructureRequestor createTypeInfo

其中所使用的数据，由这个配置所定义：

8c93eb3fa1c0 src/share/classes/sun/tools/jstat/resources/jstat_options

option compiler {
  column {
    header "^Compiled^"		/* Number of compilation tasks performed */
    data sun.ci.totalCompiles
    scale raw
    align right
    width 6
    format "0"
  }
  column {
    header "^Failed^"		/* Number of failed compilation tasks */
    data sun.ci.totalBailouts
    scale raw
    align right
    width 6
    format "0"
  }
  column {
    header "^Invalid^"		/* Number of invalidated compilation tasks */
    data sun.ci.totalInvalidates
    scale raw
    align right
    width 6
    format "0"
  }
  column {
    header "^Time^"		/* Time spent in compilation */
    data java.ci.totalTime/sun.os.hrt.frequency
    align right
    scale sec
    width 8
    format "0.00"
  }
  column {
    header "^FailedType^"	/* Type of last failed compilation */
    data sun.ci.lastFailedType
    scale raw
    align right
    width 4
  }
  column {
    header "^FailedMethod"	/* Name of class and method for last failed compile */
    data sun.ci.lastFailedMethod
    scale raw
    align left
    width 1
  }
}

想知道这些列是什么意思，看看这个配置文件就知道。

它们都是通过HotSpot VM所支持的jvmstat API获取HotSpot VM内部的PerfCounter计数器的值，而相应计数器的名字就由配置文件里的data那项所指定。 有兴趣的同学可以在HotSpot VM的源码里搜搜下面的PerfCounter的名字，就可以知道在什么样的情况下这些计数器会被更新，于是就可以很清楚地知道计数器的含义。

• Compiled：一共进行了多少次编译任务。一次“编译任务”（CompileTask）对应一个顶层方法的编译；一个Java方法可能出于不同原因会多次被JIT编译。
• 计数器名：sun.ci.totalCompiles
• PerfCounter：perf_total_compile_count
• Failed：在执行了的编译任务中，有多少个编译失败了。JIT编译器可能会出于一些限制条件，或者是未修复的bug，而决定在编译过程中中止该编译任务。这种行为叫做编译器的bailout。举例来说，C2在编译过程中如果发现被编译的方法经过优化后有无限空循环的话，就会决定中止编译并bailout，这属于限制条件；C2在做了某些优化后发现IR的形状不对了，为了避免bug而决定中止编译并bailout，这属于规避未修复的bug。注意：这并不是deoptimization。
• 计数器名：sun.ci.totalBailouts
• PerfCounter：perf_total_bailout_count
• Invalid：在已经执行的编译任务中，有多少在编译完成后未能被安装到CodeCache中。这通常是由于HotSpot VM的JIT编译是后台并发进行的，在编译过程中Java程序还可能边执行边触发新的类加载，而新的类加载可能会导致正在进行的JIT编译在刚开始所做的激进假设到编译完成的时候已经不成立了（例如说某个编译任务在JIT编译刚开始的时候假设抽象基类Base只有一个具体派生类Foo，但一边编译一边有新的Base派生类Bar给加载了进来）。
• 计数器名：sun.ci.totalInvalidates
• PerfCounter：perf_total_invalidated_count
• FailedType：最近一个编译失败的编译任务的失败原因代号。这个下面说。
• 计数器名：sun.ci.lastFailedType
• PerfCounter：perf_last_failed_type
• FailedMethod：最近一个编译失败的编译任务是哪个Java方法。这个顾名思义啦。
• 计数器名：sun.ci.lastFailedMethod
• PerfCounter：perf_last_failed_method

关于那个FailedType列里的代号都是什么意思，请参考：

  // Compile type Information for print_last_compile() and CompilerCounters
  enum { no_compile, normal_compile, osr_compile, native_compile };

所以：

• 0：no_compile：没在编译
• 1：normal_compile：普通编译（从方法正常入口开始编译）
• 2：osr_compile：On-Stack Rreplacement编译（从方法中某个循环的回边开始编译）
• 3：native_compile：native wrapper的编译

就这样。