java中的逃逸分析

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();
}

第一段代碼中的sb就逃逸了，而第二段代碼中的sb就沒有逃逸。

在Java代碼運行時，通過JVM參數可指定是否開啟逃逸分析，-XX:+DoEscapeAnalysis ： 表示開啟逃逸分析

-XX:-DoEscapeAnalysis ： 表示關閉逃逸分析 從jdk 1.7開始已經默認開始逃逸分析，如需關閉，需要指定-XX:-DoEscapeAnalysis

作用

使用逃逸分析，編譯器可以對代碼做如下優化

鎖消除

如果一個對象被發現只能從一個線程被訪問到，那么對於這個對象的操作可以不考慮同步。

鎖消除前

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

鎖消除后

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

標量替換

分離對象或標量替換。有的對象可能不需要作為一個連續的內存結構存在也可以被訪問到，那么對象的部分（或全部）可以不存儲在內存，而是存儲在CPU寄存器中。

標量替換前

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;
}

標量替換后

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

棧上分配

在Java虛擬機中，對象是在Java堆中分配內存的，這是一個普遍的常識。但是，有一種特殊情況，那就是如果經過逃逸分析后發現，一個對象並沒有逃逸出方法的話，那么就可能被優化成棧上分配。這樣就無需在堆上分配內存，也無須進行垃圾回收了。

public static void main(String[] args) {
    long a1 = System.currentTimeMillis();
    for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
        alloc();
    }
    // 查看執行時間
    long a2 = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("cost " + (a2 - a1) + " ms");
    // 為了方便查看堆內存中對象個數，線程sleep
    try {
        Thread.sleep(100000);
    } catch (InterruptedException e1) {
        e1.printStackTrace();
    }
}

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

static class User {

}

在alloc方法中定義了User對象，但是並沒有在方法外部引用他。也就是說，這個對象並不會逃逸到alloc外部。經過JIT的逃逸分析之后，就可以對其內存分配進行優化。

未開啟逃逸分析

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

結果

➜  ~ 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

堆中共創建了100萬個StackAllocTest$User實例。

開啟逃逸分析

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

結果

➜  ~ 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

開啟了逃逸分析之后（-XX:+DoEscapeAnalysis），在堆內存中只有8萬多個StackAllocTest$User對象