一、JVM 架构基础
JVM 进程启动时，ClassLoader 会将需要的所有类加载到内存，主要分为以下三步：
- Bootstrap Class: 核心类库，由 “Bootstrap Class Loader”负责加载， 例如基础的运行时类库 JRElibrt.jar。
- Extension Class: java.ext.dirs 路径下的类，由 ExtClassLoader 负责加载。在实际开发中，如果需要添加额外的类库，通常放置于此位置。
- Application Class: 实际应用包含的类，由 AppClassLoader 负责加载。
二、JVM 预热是指什么？
类加载过程完毕后，所有需要的类会进入 JVM cache (native code) ，这样就可以被快速的实时访问。当然，还有许多其它与JVM启动无关的类此时并未被加载。
当应用的第一个请求到来，会触发逻辑相关类的第一次加载，此过程会有一定的耗时，会影响第一次调用的实时响应。这主要是因为JVM的懒加载及JIT机制。因此对于低延迟应用，必须采用特定的策略来处理第一次的预加载逻辑，以保障第一次的请求的快速响应。此过程，我们称之为 JVM 的预热。
三、Tiered Compilation
JVM会将使用频率较高的方法放入本地缓存。以达到快速调用响应的目的。基于此，我们可以通过在应用启动之初，强制加载我们预先认知的高频方法。设置参数包括如下：
-XX:CompileThreshold -XX:TieredCompilation
通常虚拟机会通过解释器来收集反馈到编译器的方法调用信息。
四、自定义实现
基于上一小节所述，我们可以额外实现特定逻辑来进行特定方法的多次调用（-XX:CompileThreshold），以触发JVM的编译。如下示例：
首先，我们定义一个包含基础方法的类：
代码语言：javascript复制public class Dummy {
public void m() {
}
}其次，我们创建一个加载类，在其内部添加静态方法，循环100000次重复生成Dummy对象，并调用其方法：
代码语言：javascript复制public class ManualClassLoader {
protected static void load() {
for (int i = 0; i < 100000; i ) {
Dummy dummy = new Dummy();
dummy.m();
}
}
}现在我们使用如下过程，测试性能：
代码语言：javascript复制public class MainApplication {
static {
long start = System.nanoTime();
ManualClassLoader.load();
long end = System.nanoTime();
System.out.println("Warm Up time : " (end - start));
}
public static void main(String[] args) {
long start = System.nanoTime();
ManualClassLoader.load();
long end = System.nanoTime();
System.out.println("Total time taken : " (end - start));
}
}如下为测试结果：
预热之后 | 未预热 | 差别(%) |
|---|---|---|
1220056 | 8903640 | 730 |
1083797 | 13609530 | 1256 |
1026025 | 9283837 | 905 |
1024047 | 7234871 | 706 |
868782 | 9146180 | 1053 |
预热之后的性能明显好于未预热状态下的调用。
当然，这里只是一个简单的示例测试，具体到实际的应用中，还需要考虑特定的业务逻辑需求。
五、工具
通常用于基准测试，基本使用如下：
依赖 pom.xml:
代码语言：javascript复制<dependency>
<groupId>org.openjdk.jmh</groupId>
<artifactId>jmh-core</artifactId>
<version>1.19</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.openjdk.jmh</groupId>
<artifactId>jmh-generator-annprocess</artifactId>
<version>1.19</version>
</dependency>maven库连接： Central Maven Repository。
定义预热处理方法，并添加@Benchmark注解：
代码语言：javascript复制@Benchmark
public void init() {
//code todo
}将需要预热的业务逻辑放置于预热处理方法内。
