JVM的CodeCache指标详解

1. CodeCache简介

JVM中的CodeCache是专门用于存储由JIT（即时编译器）编译生成的本地机器代码的内存区域。JIT编译器会将热点方法编译为本地代码，以提升程序运行效率。这些编译后的代码会被存储在CodeCache中，以便后续调用时直接执行，无需再次解释或编译。

1. 什么是“热点方法”？

在JVM（Java虚拟机）中，“热点方法”指的是被频繁调用或执行次数较多的方法。JVM会通过统计方法的调用次数、执行时间等指标，动态判定哪些方法属于“热点”。

2. 编译为本地代码的含义

Java程序最初是以字节码（.class文件）形式运行在JVM上，由解释器逐条解释执行。但解释执行效率较低。为提升性能，JVM内置了JIT（Just-In-Time，即时编译器），它会将热点方法的字节码编译为本地机器代码（native code），即直接由操作系统和CPU执行的二进制指令。 本地代码：指的是针对当前操作系统和CPU架构优化过的、可直接运行的低级指令代码。

3. 编译过程简述

1. 启动阶段：所有方法都由解释器解释执行。
2. 热点探测：JVM统计每个方法的调用频率，发现某些方法成为“热点”。
3. JIT编译：JIT编译器将这些热点方法的字节码翻译成本地机器代码，并存储在CodeCache中。
4. 后续调用：再次调用这些方法时，JVM直接执行本地代码，无需解释，速度大幅提升。

4. 优势

• 性能提升：本地代码运行速度远高于字节码解释执行。
• 动态优化：JIT编译器可以根据运行时数据做出更有针对性的优化。

2. CodeCache主要指标

JVM通常会通过各种监控工具（如JMX、jstat、VisualVM等）暴露CodeCache相关指标，主要包括：

1. CodeCache使用量（used）
   • 表示当前已经被JIT编译器使用的CodeCache空间大小（单位：字节或MB）。
2. CodeCache总容量（capacity/committed）
   • 表示当前JVM为CodeCache分配的总内存空间（单位：字节或MB）。
3. CodeCache最大容量（max）
   • JVM允许分配给CodeCache的最大空间（单位：字节或MB），由参数 -XX:ReservedCodeCacheSize 控制。
4. CodeCache剩余空间（free）
   • 当前未被使用的CodeCache空间。
5. CodeCache使用率
   • 使用量与总容量的百分比，用于判断CodeCache是否接近耗尽。

3. 相关JVM参数

• -XX:InitialCodeCacheSize：设置CodeCache的初始大小。
• -XX:ReservedCodeCacheSize：设置CodeCache的最大大小。
• -XX:CodeCacheMinFreeSpace：设置CodeCache的最小剩余空间，低于该值时会限制JIT编译。

4. 监控和管理建议

1. 监控CodeCache使用率：当CodeCache空间耗尽时，JVM会停止JIT编译，导致性能下降，甚至出现 CodeCache is full 的警告或错误。
2. 调整参数：根据实际应用需求和JIT编译情况，合理调整相关参数，避免CodeCache过小或过大。

5. 常用查询方式

• 使用 jstat -compiler <pid> 可以查看CodeCache的当前状态。
• 通过JMX的 java.lang:type=CodeCacheManager 或 java.nio:type=CodeCache 等Bean获取详细指标。