使用 HSDIS 和 JITWatch 探索 Java 汇编指令

Java 虚拟机（JVM）作为一种现代化的虚拟机，具备即时编译（Just-In-Time, JIT）功能，可以将热点代码编译为高效的本地机器码以提高性能。在实际开发和性能调优中，我们可能需要分析 JVM 将 Java 字节码编译成的汇编指令。本篇博客将详细介绍如何使用 HSDIS 和 JitWatch 工具来查看和分析这些生成的汇编代码。

一、HSDIS 简介

HSDIS（HotSpot Disassembler）是 HotSpot JVM 的反汇编插件，可以将 JIT 编译器生成的机器码转换成人类可读的汇编指令。HSDIS 是 JDK 的非官方组件，因此需要手动下载或编译。

二、JITWatch 简介

JITWatch 是一个用于分析 JVM JIT 编译过程的可视化工具。它可以解析 JVM 日志文件（通常是通过 -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:+LogCompilation 生成的），并展示 JIT 编译的详细信息，包括内联决策和汇编代码。

三、环境准备

以下步骤基于 Linux 环境，但可以适配其他操作系统。

安装 JDK

确保你的系统安装了支持 HSDIS 和 JIT 日志的 JDK（推荐使用 OpenJDK 或 Oracle JDK 8/11，本文使用的是Oracle JDK 8）。
下载或编译 HSDIS

检查你的 JDK 是使用哪种架构（x86_64 或 aarch64）。
安装 HSDIS：
- 方式一：从https://github.com/liuzhengyang/hsdis下载编译 本文使用该方式。
- 方式二：
  从 GraalVM 的 GitHub 仓库：https://github.com/graalvm/labs-openjdk-11 下载预编译的 HSDIS 动态库，或者自己编译：
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  git clone https://github.com/openjdk/jdk.git
  cd jdk/src/utils/hsdis
  make ARCH=<x86_64 或 aarch64>
- 方式三：从https://chriswhocodes.com/hsdis/下载已经编译好的

将生成的 hsdis-<arch>.so 放到 JDK 的 $JAVA_HOME/jre/bin/server 目录下。

安装 JITWatch

从 JitWatch GitHub 仓库：https://github.com/AdoptOpenJDK/jitwatch 下载最新版本。
解压后运行 launchUI.sh（Linux/macOS）或 launchUI.bat（Windows）。
确保你已安装 Java 8 或更高版本。

生成汇编代码

1. 编写测试代码

首先，创建一个简单的 Java 类用于测试：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 10_000_000; i++) {
            compute(i);
        }
    }

    private static int compute(int x) {
        return (x * 2 + 1) / 3;
    }
}

2. 使用 HSDIS 查看汇编

运行上述代码时，启动 JVM 时添加 HSDIS 配置参数：

-XX:+UnlockDiagnosticVMOptions
-XX:+PrintAssembly
-Xcomp
-XX:+LogCompilation
-XX:LogFile=/home/yao/hotspot.log

其中：

-XX:+PrintAssembly：启用汇编代码打印。
-XX:+LogCompilation：生成 JIT 日志文件。
-XX:LogFile：指定 JIT 日志文件的位置。

运行后，终端将输出大量信息，其中包含 compute 方法的汇编代码。你可以通过分析这些汇编指令了解 JVM 如何优化你的代码。

3. 使用 JitWatch 分析

2.打开生成的 hotspot.log 文件。并启动分析

常见问题

未加载 HSDIS 动态库
- 检查 HSDIS 文件名是否正确，并确认其路径与 JVM 的 lib 目录匹配。
- 使用 java -version 确认使用的是预期的 JVM。
汇编输出乱码
- 确保 JVM 使用的指令集架构与 HSDIS 编译版本一致（如 x86_64）。
- 检查终端编码是否支持正确显示特殊字符。
JitWatch 无法加载日志
- 确保日志文件完整无误。
- 使用 grep 检查日志是否包含方法编译记录。