就在前几天,Java 领域又一重磅级开源项目诞生。蚂蚁集团正式开源了基于 LLVM 的全新 JVM JIT 编译器 —— Jeandle。 项目以“筋斗云”(Jeandle)为名,寓意深远。它希望为 JVM 插上翅膀,让 Java 应用能如孙悟空驾驭筋斗云一般,突破性能边界,瞬息万里。

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Jeandle 介绍

简单来说,Jeandle 是基于 OpenJDK Hotspot JVM 的全新 Just-In-Time(简称 JIT,即时)编译器,利用 LLVM 进行编译优化与代码生成,将 LLVM 的性能优势和生态优势引入 JVM 中 。

下面是维基百科对即时编译的介绍:

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要理解 Jeandle 的颠覆性,我们得先快速了解两个核心概念:JIT 和 LLVM 。

什么是 JIT 编译器

Java 能够实现“一次编译,到处运行”靠的就是“解释器”。无论 Java 程序运行在什么 CPU 上,都通过一个跨平台的解释器不断地读取 Java 代码,并代替它执行。

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但是解释器终究是低效的,好比在翻译英文时,机械地查找每个单词的含义然后组装起来,这样的翻译结果不仅冗长,还让人难以理解;而经验丰富的译员会读取整段英文,对这段文字进行分析,结合上下文精确地理解每个单词,去除冗余句子,并通过重排词句顺序、精简句子结构来使结果更易懂。

JIT 编译器如同经验丰富的译员,当 JVM 中的解释器发现一段代码的执行频率很高时,就会使用 JIT 编译器对这段代码进行编译,通过对这段代码的深入分析与优化,产出一系列高效的指令以提高它的运行效率。

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什么是 LLVM

LLVM 是目前最受欢迎的开源编译器基础设施,它拥有模块化的设计、优秀的编译优化能力与完备的后端支持。我们可以将其视为一套现成的超级零件箱,用它快速地拼出一个新编译器:

  1. 编写语言前端:将编程语言代码转换成 LLVM IR(Intermediate Representation)
  2. 利用 LLVM 的优化器,对 LLVM IR 进行分析与优化
  3. 通过 LLVM 的代码生成器,从 LLVM IR 生成真正的 CPU 指令,使程序最终可以运行
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除此之外,LLVM 的优势还体现在以下方面:

  • 极致的性能优化: 拥有业界顶尖的代码分析和优化能力。
  • 高度模块化: 按需取用,灵活扩展,是现代编程语言(如 Rust, Swift)的首选。
  • 繁荣的开源生态: 全球顶尖公司、研究机构和开发者共同维护,技术始终保持前沿,尤其在 AI 领域展现出巨大潜力。

目前已经有大量基于 LLVM 的编译器实践。同时,LLVM 在 AI 领域和许多新编程语言的应用也展现出持久的生态活力。

Jeandle 诞生的愿景是想把 LLVM 的优点引入 JVM 中,让 JVM “坐上筋斗云”。JDK 和 LLVM 各自丰富的生态也为 Jeandle 带来了更多想象空间。

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未来规划

将 JVM 和 LLVM 这两大复杂的系统优雅地结合,是一项巨大的挑战,Jeandle 团队需要攻克诸多技术难题,例如:

  • 完美支持 JVM 的垃圾回收(GC)机制。
  • 为 Java 的动态特性(如 synchronized)定制 LLVM 功能。
  • 基于 LLVM 实现一套专为 Java 优化的算法。
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目前,Jeandle 尚处在开源初期,但路线图已经非常清晰:

  • 2025 年底:实现全量 Bytecode 支持 :完成对 Exception、GC、Synchronization 等所有基础功能的支持,实现对 Java 字节码的全面覆盖。

  • 2026 年:聚焦性能优化的“黑科技”

    • 推出 Java 定制优化套件: 研发一系列针对 Java 语言特性的高级优化算法,如锁优化、逃逸分析、高级内联(Inlining)等。
    • 引入 Intrinsic: 为特定场景和常用库函数定制手写的高效汇编代码,压榨极致性能。
    • 支持 On-Stack Replacement (OSR): 实现运行中代码的动态热替换。
    • 支持 G1 GC 兼容并支持现代主流的 G1 垃圾回收器。
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