逃逸分析

在編程語言的編譯優(yōu)化原理中素跺，分析指針動態(tài)范圍的方法稱之為逃逸分析齐苛。通俗來講，當(dāng)一個對象的指針被多個方法或線程引用時胸嘁，我們稱這個指針發(fā)生了逃逸瓶摆。

常見的逃逸場景：全局變量賦值、方法返回值性宏、實例引用傳遞

public class A {

    public static B b;
    
    //給全局變量賦值群井，發(fā)生逃逸
    public void globalVariablePointerEscape(){
        b = new B();
    }

    //方法返回值，發(fā)生逃逸
    public B methodPointerEscape(){
        return new B();
    }

    //實例引用傳遞毫胜，發(fā)生逃逸
    public void instancePassPointerEscape(){
        methodPointerEscape().printClassName(this);
    }

}

public class B {

    public void printClassName(A a){
        System.out.println(a.getClass().getName());
    }

}

逃逸分析原理

我們知道Java對象是在堆里分配的书斜，在調(diào)用棧中，只保存了對象的指針酵使。當(dāng)對象不再使用后荐吉，需要依靠GC來遍歷引用樹并回收內(nèi)存，如果對象數(shù)量較多口渔，將給GC帶來較大壓力稍坯。因此，減少臨時對象在堆內(nèi)存分配的數(shù)量是最有效的優(yōu)化方法。

場景應(yīng)用一：棧上分配

其實瞧哟，在java應(yīng)用里普遍存在一種場景混巧。一般是在方法體內(nèi)，聲明了一個局部變量勤揩，且該變量在方法執(zhí)行生命周期內(nèi)未發(fā)生逃逸（在方法體內(nèi)咧党，未將引用暴露給外面）。按照J(rèn)VM內(nèi)存分配機(jī)制陨亡，首先會在堆里創(chuàng)建變量類的實例傍衡，然后將返回的對象指針壓入調(diào)用棧，繼續(xù)執(zhí)行负蠕。這是優(yōu)化前蛙埂，JVM的處理方式。

• 逃逸分析優(yōu)化 - 棧上分配

分析找到未逃逸的變量遮糖，將變量類的實例化內(nèi)存直接在棧里分配(無需進(jìn)入堆)绣的，分配完成后，繼續(xù)在調(diào)用棧內(nèi)執(zhí)行欲账，最后線程結(jié)束屡江，棧空間被回收赛不，局部變量對象也被回收惩嘉。對比可以看出，主要區(qū)別在椞吖剩空間直接作為臨時對象的存儲介質(zhì)文黎。從而減少了臨時對象在堆內(nèi)的分配數(shù)量。

應(yīng)用場景二：同步消除

在即使編譯器時殿较，如果發(fā)現(xiàn)不可能被共享的對象臊诊，則可以消除這些對象的鎖操作。

也許你會覺得奇怪斜脂，既然有些對象不可能被多線程訪問，那為什么要加鎖呢触机？寫代碼時直接不加鎖不就好了帚戳。但是有時，這些鎖并不是程序員所寫的儡首，有的是JDK實現(xiàn)中就有鎖的片任，比如Vector和StringBuffer這樣的類，它們中的很多方法都是有鎖的蔬胯。當(dāng)我們在一些不會有線程安全的情況下使用這些類的方法時对供，達(dá)到某些條件時，編譯器會將鎖消除來提高性能。

public class BufferTest {

    public static void main(String[] args){
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 10000000; i ++){
            createStringBuffer("JVM", "EscapeAnalysis");
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("it takes " + (end - start) + " ms");

    }

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

}

優(yōu)化前：
it takes 867 ms
優(yōu)化后：
it takes 802 ms

基于逃逸分析产场，JVM可以判斷鹅髓，如果這個局部變量StringBuffer并沒有逃出它的作用域，那么可以確定這個StringBuffer并不會被多線程所訪問京景，那么就可以把這些多余的鎖給去掉來提高性能窿冯。

應(yīng)用場景三：標(biāo)量替換

Java虛擬機(jī)中的原始數(shù)據(jù)類型（int，long等數(shù)值類型以及reference類型等）都不能再進(jìn)一步分解确徙，它們就可以稱為標(biāo)量醒串。相對的，如果一個數(shù)據(jù)可以繼續(xù)分解鄙皇，那它稱為聚合量芜赌，Java中最典型的聚合量是對象。如果逃逸分析證明一個對象不會被外部訪問伴逸，并且這個對象是可分解的缠沈，那程序真正執(zhí)行的時候?qū)⒖赡懿粍?chuàng)建這個對象，而改為直接創(chuàng)建它的若干個被這個方法使用到的成員變量來代替违柏。拆散后的變量便可以被單獨分析與優(yōu)化博烂，可以各自分別在棧幀或寄存器上分配空間，原本的對象就無需整體分配空間了漱竖。

• 轉(zhuǎn)載自
  JVM中的逃逸分析一
  JVM中的逃逸分析二