JEP 515提前方法分析:提前热身告别慢启动

banq


在JDK 25中,我们将获得AOT的一个重要特性,它使HotSpot JVM能够使用在早期运行期间收集的执行配置文件,通过AOT缓存,JIT编译器在启动时立即优化热方法,减少预热时间并提高启动性能。


想象一下:你早上起床去上学,书包还没整理,作业没写完,头发像鸡窝,脑子还在梦游……结果一进教室就要参加一场超级重要的考试!

你肯定考不好对吧?因为你还没“热身”呢!

现在,Java程序也面临同样的问题——它刚启动的时候也是懵的,像个刚起床的学生,CPU跑得慢悠悠的,性能渣得不行。得先“热身”一段时间,才能进入“学霸模式”,火力全开!

这个“热身”的过程,就叫 warmup(预热)

而我们今天要讲的,就是——怎么让Java程序早上床睡觉、早起背单词,一进考场就能秒杀全场!


### 目标:让Java程序“秒变学霸”,不用热身直接开卷!

我们要干一件大事:  
把Java程序的“考试重点笔记”提前准备好,让它一开机就带着“小抄”上阵,直接开启王者模式!

这里的“小抄”不是作弊,而是——之前跑过一遍程序时留下的“行为记录”,比如:

  • 哪些方法最忙?(天天被调用的“劳模方法”)
  • 哪些代码最耗CPU?(吃资源的大胃王)
  • 它们都和哪些对象打交道?(社交圈了解一下)

这些信息叫做 方法执行画像(method-execution profiles),听起来高大上,其实就是Java版的“学习笔记”。


### 我们的三大承诺(不搞骚操作):

1. 不改你一行代码!  
   你的程序、你用的库、框架,统统不用动!就像考试前老师说:“你们不用改课本,我给你们发重点。”

2. 不限制你乱搞!  
   你想动态加载类、反射、搞点花活?随便!我们不限制你自由发挥。

3. 不整新活儿!  
   我们不发明新的“提前编译流程”,就用现有的 AOT缓存(可以理解为“提前打包好的加速包”),顺手把“学习笔记”塞进去。


### 为啥要这么做?因为Java太“社会”了!

Java这门语言,就像一个超级复杂的社交网络App,随时可能冒出新朋友、新功能、新类……

你光看代码,就像只看一个人的朋友圈,根本猜不到他现实中到底有多社牛或多社恐。

举个例子:

> 有个方法本来天天被调用,是班里的“课代表”。  
> 结果突然来了个“继承狂魔”子类把它重写了,从此它再也没人搭理,直接失业。

所以,只有真正跑起来,才知道谁是真·劳模,谁是装模作样。

而JVM(Java虚拟机)就像班主任,得观察一阵子,才能评出“三好学生”——也就是所谓的 热点方法(hot methods)

然后,JVM里的 JIT编译器(Just-In-Time,即时编译器)就会把这些“三好学生”送去“特训班”,把它们的字节码编译成超快的本地机器码,跑起来嗖嗖的!

这就是为啥它叫 HotSpot JVM ——专治“热点”,精准打击性能瓶颈!


### 蛋难题来了:先有鸡还是先有蛋?

问题来了:

> 想让程序快,就得先知道哪些方法是热点;  
> 可是不知道哪些是热点,程序就快不起来……

这不就是典型的“我因为没热身所以跑不快,可我不跑就热不了身”吗?

就像你跑步考试前必须先慢跑两圈热身,但考试时间只够跑一圈……  
——这考个寂寞!

目前的做法是:程序一启动,JVM就开始偷偷记笔记,观察谁最忙。等记够了,才开始优化。

但这就导致:开头特别慢,后面才起飞。

我们不想要“起飞”,我们要的是——出厂即火箭!


### 解决方案:搞个“模拟考”,提前记笔记!

既然生产环境不能边跑边记太慢,那咱们就提前搞一次“模拟考”

步骤如下:

1. 先拿程序去“训练环境”跑一遍,JVM认真观察,记下所有“学霸行为”。
2. 把这些“学习笔记”(也就是方法画像)存进 AOT缓存(可以理解为“学霸经验U盘”)。
3. 正式上线时,JVM一开机就插上这个U盘,直接读取笔记:“哦,原来

greeting()
是劳模,马上送它去特训班!”

这样一来,JIT编译器一上来就能精准打击热点方法,不用再傻傻等待“行为观察期”

相当于考试前老师把去年的真题答案发你了,你说你能不能考第一?


### 实战演示:一个Hello World都这么卷?

来看一段代码,看着挺简单:

java
public class HelloStreamWarmup {
    static String greeting(int n) {
        return List.of("Hello", "" + n, "world!")
            .stream()
            .filter(w -> !w.contains("0"))
            .collect(Collectors.joining(", "));
    }

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 100_000; i++)
            greeting(i);
        System.out.println(greeting(0));
    }
}

就打印个

"Hello, world!"
吧?结果你猜怎么着?

它一启动,Java得加载将近 900个类!比你班上人数都多!

原来Stream流背后藏着这么多“隐藏人口”!

测试结果:

| 情况 | 运行时间 | 提升 |
|------|---------|------|
| 没有“学习笔记”(无画像缓存) | 90毫秒 | 基准 |
| 有“学习笔记”(带画像缓存) | 73毫秒 | ⬇️ 快了19%! |

快了近五分之一!  
而且“学习笔记”只多了250KB,相当于微信发个语音的大小,换来速度飙升!

虽然这程序本身热身就不长,但有了提前笔记,它几乎是“睁眼即巅峰”!

更复杂的程序,提升会更明显——毕竟它们要背的“知识点”更多嘛!


那为啥不直接全编译成机器码?搞啥缓存画像?

有人问:  
“既然都知道哪些方法重要了,干嘛不直接提前全编译成机器码?搞个AOT不就完了?”

好问题!这就像问:“既然知道考试范围,为啥不把答案全背下来?”

答案是:有些题根本猜不到!

很多程序的行为依赖用户输入、网络请求、配置变化……你根本没法提前预判它会怎么跑。

所以,最好的策略是:  
部分提前编译(AOT) + ✅ 实时优化(JIT) + ✅ 提前画像(profile cache)

三剑合璧,天下无敌!

而且,这些技术不打架,还能互相配合:

  • AOT负责“稳”——提前搞定确定的部分;
  • JIT负责“准”——根据实时表现动态优化;
  • 缓存画像负责“快”——让JIT早点开工,少走弯路。

最终效果:程序启动如闪电,运行如猛虎!


### 测试?必须安排!

新技术上线,当然要严格测试:

  • 写新的单元测试,确保“学习笔记”能正确读写;
  • 跑老的AOT测试用例,看看有没有翻车;
  • 确保加了画像后,程序不会突然“人格分裂”。

一切都要稳如老狗!


### 总结:给Java程序装上“外挂大脑”

我们干了啥?

> 把Java程序的“人生经验”存下来,下次启动直接继承记忆,  
> 让它从“萌新小白”秒变“满级大佬”!

就像:

  • 别人玩游戏从第一关开始打怪升级;
  • 你直接读档,装备神装,BOSS见了都喊哥!

效果:启动更快、性能更高、用户体验飞起!  
️ 特点:不改代码、不限制自由、不搞新流程!  
成本:多一点点存储,换一大截速度!


### 最后一句大实话:

> 以前是:程序跑着跑着才变快。  
> 现在是:程序一启动就很快,因为它记得上辈子怎么跑的。

——来自JVM的“转世轮回·记忆传承”黑科技!