Java 9 引入了 aot 編譯方式，能夠將 class 文件直接編譯成可執行二進制文件。目前 Java 9 的 early access 版本已經提供了編譯工具，讓我們來看看它的功能吧。

注意：按照 JEP 295 描述，目前版本的 AOT，僅支持 64 位 Linux 操作系統。

jaotc 使用

首先需要下載最新的Java 9(JDK)，本文編寫時，最新版本是Build 152。下載好的JDK 只需要解壓即可使用，特別注意使用前設置好 PATH和JAVA_HOME兩個環境變量，避免和機器上已經安裝的 JDK 混淆。筆者安裝到了 $HOME/bin/jdk-9，并設置了：

export PATH=~/bin/jdk-9/bin:$PATH

export JAVA_HOME=~/bin/jdk-9

需要使用jaotc，首先需要有個測試類，首先從 Hello World 開始：

class HelloWorld {

public static void main(String[] args) {

System.out.println("Hello World!");

}

}

代碼非常簡單，但是在執行 jaotc 之前，還需要將其編譯成 class 文件，直接使用 javac 即可：

$ javac HelloWorld.java

執行成功之后，會生成 HelloWorld.class 文件。此時直接使用 java 命令，已經可以正常運行這個類：

$ java HelloWorld

Hello World!

這時，就可以基于這個 class 文件，通過jaotc命令將其編譯成二進制文件了。

$ jaotc --output libHelloWorld.so HelloWorld.class

如果一切正常，會生成 libHelloWorld.so 文件。

如果出現類似Exception in thread "main" java.lang.UnsatisfiedLinkError: /home/babydragon/bin/jdk-9/lib/libjelfshim.so: libelf.so.1: 無法打開共享對象文件: 沒有那個文件或目錄的錯誤，是因為jaotc需要依賴 libelf 動態鏈接庫來創建 elf 文件(最終生成的 libHelloWorld.so 文件是一個靜態鏈接的 elf 文件)。筆者使用的是 Gentoo 系統，需要安裝 dev-libs/elfutils 包，以提供 libelf.so 這個動態連接庫。安裝之后可以通過ldd命令進行確認：

$ ldd $JAVA_HOME/lib/libjelfshim.so

linux-vdso.so.1 (0x00007ffd001f3000)

libelf.so.1 => /usr/lib64/libelf.so.1 (0x00007f25ea2ce000)

libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00007f25e9f35000)

libz.so.1 => /lib64/libz.so.1 (0x00007f25e9d1d000)

/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x0000562318d51000)

前面通過jaotc命令成功生成了 libHelloWorld.so。雖然命令里面參照 JEP 295 的示例將生成的文件后綴設置成了 so，但如果使用ldd命令查看，會發現它其實是一個靜態鏈接庫：

$ ldd libHelloWorld.so

statically linked

通過nm命令，可以看見代碼段中的函數入口：

$ nm libHelloWorld.so

0000000000002420 t HelloWorld.()V

0000000000002520 t HelloWorld.main([Ljava/lang/String;)V

最后，需要執行時需要通過參數-XX:AOTLibrary參數指定需要加載的經過 aot 預編譯好的共享庫文件：

java -XX:AOTLibrary=./libHelloWorld.so HelloWorld

注意：雖然已經將整個 HelloWorld 類都通過 jaotc 編譯成共享庫文件，運行時仍然需要依賴原有的 HelloWorld.class 文件。

此時執行的輸出，和之前不使用 AOT 的輸出完全相同。

來把大的——將 java.base 模塊編譯成 AOT 庫

JEP 295 中已經說明，在 Java 9 初始發布的時候，只保證 java.base 模塊可以被編譯成 AOT 庫。

繼續參照 JEP 295，創建 java.base-list.txt 文件，內容主要是排除一些編譯有問題的方法，具體內容參照原文。

然后執行命令：

jaotc -J-XX:+UseCompressedOops -J-XX:+UseG1GC -J-Xmx4g --compile-for-tiered --info --compile-commands java.base-list.txt --output libjava.base-coop.so --module java.base

在筆者的機器上(i7-6600U + 16G 內存 + 256G NVMe SSD)，排除上述方法之后，編譯時間大約為 9 分多鐘。

48878 methods compiled, 4 methods failed (497771 ms)

Parsing compiled code (1126 ms)

Processing metadata (15811 ms)

Preparing stubs binary (0 ms)

Preparing compiled binary (104 ms)

Creating binary: libjava.base-coop.o (5611 ms)

Creating shared library: libjava.base-coop.so (7306 ms)

Total time: 542536 ms

完成之后，就可以使用 AOT 版本的 java.base 模塊：

java -XX:AOTLibrary=java_base/libjava.base-coop.so,./libHelloWorld.so HelloWorld

同樣，針對 AOT，jvm 也新增了參數打印哪些方法是通過加載 AOT 預編譯庫執行。

java -XX:+PrintAOT -XX:AOTLibrary=java_base/libjava.base-coop.so,./libHelloWorld.so HelloWorld

輸出可以和不使用 java.base 的 AOT 進行比較，發現不使用 java.base 的 AOT 庫，只能會加載 libHelloWorld.so 中對應的方法。

$ java -XX:+PrintAOT -XX:AOTLibrary=./libHelloWorld.so HelloWorld

11 1 loaded ./libHelloWorld.so aot library

105 1 aot[ 1] HelloWorld.()V

105 2 aot[ 1] HelloWorld.main([Ljava/lang/String;)V

Hello World!

$ java -XX:+PrintAOT -XX:AOTLibrary=java_base/libjava.base-coop.so,./libHelloWorld.so HelloWorld

13 1 loaded java_base/libjava.base-coop.so aot library

13 2 loaded ./libHelloWorld.so aot library

[Found [Z in java_base/libjava.base-coop.so]

[Found [C in java_base/libjava.base-coop.so]

[Found [F in java_base/libjava.base-coop.so]

[Found [D in java_base/libjava.base-coop.so]

[Found [B in java_base/libjava.base-coop.so]

[Found [S in java_base/libjava.base-coop.so]

[Found [I in java_base/libjava.base-coop.so]

[Found [J in java_base/libjava.base-coop.so]

31 1 aot[ 1] java.lang.Object.()V

31 2 aot[ 1] java.lang.Object.finalize()V

...

輸出太長，節選部分輸出，我們可以看見 java 基礎類及其方法都通過 AOT 的方式進行加載。

實用嗎？

目前 AOT 的局限有：

僅支持 64 位 Linux 操作系統：這個問題不是很大，畢竟大部分線上服務器都能夠滿足；

操作系統需要預裝 libelf 庫，以確保能夠生成 elf 文件：這個問題也不大，僅生成時需要；

AOT 編譯和執行環境需要相同：畢竟是二進制文件，引入了平臺相關性；

Java 9 最初發布時，只支持 java.base 模塊可以編譯成 AOT 庫；

目前只支持 G1 和 Parallel GC 兩種 GC 方式：前面沒有提到，AOT 編譯時的 JVM 參數和運行時需要相同，也包括 GC 方式，也就是說如果用了 AOT，JVM 實際運行時也只能使用這兩種 GC 方式之一；

可能會無法編譯通過動態生成 class 文件或者修改字節碼的 java 代碼(如 lambda 表達式、反射調用等)：這個可能會比較坑，后面會講到；

JVM 運行時參數設置必須和 AOT 庫編譯時相同；

AOT 可能帶來的好處，是 JVM 加載這些已經預編譯成二進制庫之后，可以直接調用，而無需再將其運行時編譯成二進制碼。理論上，AOT 的方式，可以減少 JIT 帶來的預熱時間，減少 Java 應用長期給人帶來的“第一次運行慢”感覺。

不過，本文使用的 HelloWorld 過于簡單，無法通過對比得出 AOT 是否可以減少 JVM 初始化時間。筆者嘗試對一個小型 springboot 應用進行 AOT 化，但是 springboot 框架本身無法在 Java 9 中運行。同時直接對 spring-core 的 jar 包執行 jaotc 也因為各種依賴問題而失敗。

經過各種嘗試，目前 Java 9 的 AOT 功能還處于很初步的階段：

缺少 maven 等管理工具集成，無法方便的對項目指定 jar 或者 class 文件比構建 AOT 庫；

大型框架還沒有官方支持，構建 AOT 庫難度比較高；

大型框架如果直接提供 AOT 庫，可能會因為由特定平臺構建，而在本地無法使用；

期待 Java 9 正式發布的時候，能夠對 AOT 有更好的支持。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的java 位运算取8位_Java 9 AOT 试用：仅支持 64 位 Linux和java.base 模块编译的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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