深入了解java中的逃逸分析

时间:2021-04-02 人气:0

逃逸分析

public static StringBuffer craeteStringBuffer(String s1, String s2) {
  StringBuffer sb = new StringBuffer();
  sb.append(s1);
  sb.append(s2);
  return sb;
}

public static String createStringBuffer(String s1, String s2) {
  StringBuffer sb = new StringBuffer();
  sb.append(s1);
  sb.append(s2);
  return sb.toString();
}

第一段代码中的sb就逃逸了，而第二段代码中的sb就没有逃逸。

在Java代码运行时，通过JVM参数可指定是否开启逃逸分析，-XX:+DoEscapeAnalysis ：表示开启逃逸分析

-XX:-DoEscapeAnalysis ：表示关闭逃逸分析从jdk 1.7开始已经默认开始逃逸分析，如需关闭，需要指定-XX:-DoEscapeAnalysis

作用

使用逃逸分析，编译器可以对代码做如下优化

锁消除

如果一个对象被发现只能从一个线程被访问到，那么对于这个对象的操作可以不考虑同步。

锁消除前

public void f() {
  Object o = new Object();
  synchronized(o) {
    System.out.println(o);
  }
}

锁消除后

public void f() {
  Object o = new Object();
  System.out.println(o);
}

标量替换

分离对象或标量替换。有的对象可能不需要作为一个连续的内存结构存在也可以被访问到，那么对象的部分（或全部）可以不存储在内存，而是存储在CPU寄存器中。

标量替换前

public static void main(String[] args) {
  alloc();
}

private static void alloc() {
  Point point = new Point（1,2）;
  System.out.println("point.x="+point.x+"; point.y="+point.y);
}
class Point{
  private int x;
  private int y;
}

标量替换后

private static void alloc() {
  int x = 1;
  int y = 2;
  System.out.println("point.x="+x+"; point.y="+y);
}

栈上分配

在Java虚拟机中，对象是在Java堆中分配内存的，这是一个普遍的常识。但是，有一种特殊情况，那就是如果经过逃逸分析后发现，一个对象并没有逃逸出方法的话，那么就可能被优化成栈上分配。这样就无需在堆上分配内存，也无须进行垃圾回收了。

public static void main(String[] args) {
  long a1 = System.currentTimeMillis();
  for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
    alloc();
  }
  // 查看执行时间
  long a2 = System.currentTimeMillis();
  System.out.println("cost " + (a2 - a1) + " ms");
  // 为了方便查看堆内存中对象个数，线程sleep
  try {
    Thread.sleep(100000);
  } catch (InterruptedException e1) {
    e1.printStackTrace();
  }
}

private static void alloc() {
  User user = new User();
}

static class User {

}

在alloc方法中定义了User对象，但是并没有在方法外部引用他。也就是说，这个对象并不会逃逸到alloc外部。经过JIT的逃逸分析之后，就可以对其内存分配进行优化。

未开启逃逸分析

Xmx4G -Xms4G -XX:-DoEscapeAnalysis -XX:+PrintGCDetails -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError

结果

➜ ~ jps
2809 StackAllocTest
2810 Jps
➜ ~ jmap -histo 2809

 num   #instances     #bytes class name
----------------------------------------------
  1:      524    87282184 [I
  2:    1000000    16000000 StackAllocTest$User
  3:     6806    2093136 [B
  4:     8006    1320872 [C
  5:     4188     100512 java.lang.String
  6:      581     66304 java.lang.Class

堆中共创建了100万个StackAllocTest$User实例。

开启逃逸分析

-Xmx4G -Xms4G -XX:+DoEscapeAnalysis -XX:+PrintGCDetails -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError

结果

➜ ~ jps
709
2858 Launcher
2859 StackAllocTest
2860 Jps
➜ ~ jmap -histo 2859

 num   #instances     #bytes class name
----------------------------------------------
  1:      524   101944280 [I
  2:     6806    2093136 [B
  3:     83619    1337904 StackAllocTest$User
  4:     8006    1320872 [C
  5:     4188     100512 java.lang.String
  6:      581     66304 java.lang.Class

开启了逃逸分析之后（-XX:+DoEscapeAnalysis），在堆内存中只有8万多个StackAllocTest$User对象

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