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這個.Net Compact Framework CLR設(shè)計這個話題被很多人關(guān)注?，F(xiàn)在我們可以從設(shè)計者的角度，深入了解.Net Compact Framework CLR設(shè)計的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。這部分我們要討論JIT編譯器的知識。感謝Steven Pratschner，感謝他給我們帶來了這么好的文章。
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設(shè)計JIT編譯器
.Net Compact Framework CLR設(shè)計的***章，以后我們還會為大家提供更多的，希望大家關(guān)注。.Net Compact Framework的JIT編譯器與.Net Framework***的不同在于內(nèi)存使用。在內(nèi)存緊張的情況下，.Net Compact Framework可以釋放Jitted代碼，將內(nèi)存返還給操作系統(tǒng)。正如你所預(yù)料的那樣，如此設(shè)計的原因是因為用于存儲jitted代碼的堆是分配在應(yīng)用程序私有的32MB地址空間上的（更多信息可以參考***部分）。除了私有地址空間非常小之外，考慮到它們從來不被分頁，在內(nèi)存受限設(shè)備上運(yùn)行程序，必要時減少空間壓力的設(shè)計是絕對必要的。
當(dāng)程序被執(zhí)行時，JIT編譯器會在堆上分配內(nèi)存，用來存儲每個方法編譯生成的本地代碼。因為編譯和內(nèi)存分配發(fā)生在每個方法運(yùn)行的時候，每次內(nèi)存分配都會讓堆相應(yīng)減少。換句話說，就是JIT堆在小幅度地逐漸增長。在程序運(yùn)行過程中，JIT堆會增長到很大的程度。在Compact Framework的早期版本中，JIT堆的尺寸被限制在一個固定的大小中。在第二版中，這個限制已經(jīng)被去掉了，因此在新方法需要被編譯時，堆會增加。
三種情況的發(fā)生，會導(dǎo)致JIT堆的大部分空間被釋放并將內(nèi)存歸還給OS（這里只所以說“大部分空間”是因為Compact Framework必須始終保留當(dāng)前執(zhí)行應(yīng)用程序方法的jitted代碼）。首先，如果CLR試圖分配更多內(nèi)存時，收到一個來自操作系統(tǒng)的錯誤，JIT堆將會收縮。CLR會認(rèn)為這個失敗表明可用內(nèi)存數(shù)量不足，于是盡可能多的揮手JIT堆中的代碼。從JIT堆中釋放本地代碼的動作是根據(jù)代碼存在期限決定的。其次，當(dāng)一個程序被切換到后臺時，代碼會被回收。在Windows Mobile中，應(yīng)用程序通常不會被關(guān)閉，但是會被切換到后臺。當(dāng)一個程序被切換到后臺時，通過釋放代碼，CLR可以獲得更多可用內(nèi)存供前臺程序使用，這樣可以增加同時運(yùn)行在設(shè)備上應(yīng)用程序的數(shù)量。***，當(dāng)一個托管應(yīng)用程序收到來自Windows CE的WM_HIBERNATE消息時，CLR會回收jitted代碼。當(dāng)OS發(fā)現(xiàn)運(yùn)行的系統(tǒng)資源過低時，會發(fā)出WM_HIBERNATE消息。當(dāng)設(shè)備資源缺乏時，響應(yīng)WM_HIBERNATE消息的代碼回收是CLR釋放內(nèi)存和其他資源操作的一部分。
我在稍后章節(jié)討論自動內(nèi)存管理時，你將會看到，代碼回收是整個垃圾收集的一部分。
Figure 1The size of the JIT heap over the lifetime of an application.
圖1中的一些情況是十分值得注意的。首先，圖中的兩個低點(diǎn)發(fā)生的時間，對應(yīng)于程序被切換到后臺和堆的尺寸太大而開始代碼回收的時間。同樣，注意程序啟動的時候比程序從后臺切換回來時，會有更多代碼被jitted。這大概是因為應(yīng)用程序包含一些初始化代碼，而這些代碼只是在程序開始時被調(diào)用。
因為CLR會在內(nèi)存緊張或者程序切換到后臺時丟棄本地代碼，所以在程序繼續(xù)運(yùn)行時，相同的IL代碼會被再次JIT編譯。正因為如此我們才作出了第二個關(guān)于JIT編譯器的設(shè)計決定：編譯IL代碼的時間通常優(yōu)先于生成本地代碼的質(zhì)量。作為一個優(yōu)秀的編譯器，Compact Framework JIT編譯器做了一些基本的優(yōu)化，但是為了讓應(yīng)用程序保持響應(yīng)，就需要更快地生成代碼，更多地優(yōu)化措施要根據(jù)其速度來決定是否執(zhí)行。
JIT編譯器***一個關(guān)鍵設(shè)計原則是不涉及內(nèi)存使用，這樣做是為了讓JIT編譯器更方便移植。我在***部分曾提到，Compact Framework的運(yùn)行環(huán)境不僅要求它能夠在內(nèi)存受限設(shè)備上運(yùn)行，而且需要它可以在不同的處理器上運(yùn)行。.Net Compact Framework目前可以運(yùn)行在包括x86、Arm、SH和MIPS等處理器上，而且還可以根據(jù)要求支持更多的處理器。因為需要跨越不同領(lǐng)域的設(shè)備，JIT編譯器被設(shè)計成花費(fèi)最少時間，便可以支持一種新的處理器類型的架構(gòu)。一種技術(shù)被用來增加可移植性，就是將處理器相關(guān)的操作限制在最小程度。
Why no Native Images?
桌面版的.Net Framework使用一種叫“本地映像”的技術(shù)，當(dāng)應(yīng)用程序加載時，IL代碼都需要被JIT編譯器編譯。如果利用了本地映像技術(shù)，應(yīng)用程序可以更快地啟動。本地映像是一個保存在硬盤上的文件，包含被編譯好的IL代碼。當(dāng).Net Framework安裝時，它會調(diào)用JIT編譯器生成mscorlib、System.Windows.Forms等類庫的本地CPU指令。當(dāng)應(yīng)用程序啟動時，就可以直接調(diào)用儲存在本地映像中的已經(jīng)生成的本地代碼，從而節(jié)省了JIT編譯這些程序集的時間。用戶也可以為自己編寫的程序集產(chǎn)生本地映像（可以參考.Net Framework SDK中ngen.exe工具的文檔）。
.Net Compact Framework沒有使用本地映像的主要原因是他們的尺寸。根據(jù)本地指令集的不同，一個程序集被JIT編譯后產(chǎn)生的本地代碼大小大約是IL代碼的三到四倍。在壓縮之后，.Net Compact Framework類庫大約是4.5MB。如果相應(yīng)的本地映像是這個尺寸的四倍的話，你就會看到本地映像需要的存儲空間是設(shè)備中可用內(nèi)存中相當(dāng)大的一部分。另外一種可能就是可以將本地映像保存在外部存儲卡上。可是從存儲卡讀取本地映像文件的速度是非常慢的，因此我們不確定啟動時間可以通過本地映像的方法可以縮短。
以上介紹.Net Compact Framework CLR設(shè)計，Compact Framework JIT團(tuán)隊會在每個主要版本中考慮本地映像，也許在CLR的未來某個版本中，我們會看到本地映像，或者類似的技術(shù)。
文章名稱：.NetCompactFrameworkCLR設(shè)計系列之JIT編譯器講解
網(wǎng)站地址：http://www.dlmjj.cn/article/dphchse.html
