首先先看一個(gè)問題,對象是否都被分配到了堆內(nèi)存中儒鹿?
眾所周知java中對象都默認(rèn)被分配到堆中化撕,在棧中,只保存了對象的指引约炎,當(dāng)對象不再使用后植阴,需要依賴GC來遍歷引用樹并回收內(nèi)存。如果堆中對象太多圾浅,回收對象整理內(nèi)存掠手,都會(huì)帶來時(shí)間上的消耗。所以在開發(fā)中贱傀,如何優(yōu)化棧堆內(nèi)存都是比較重要的問題惨撇。
1. 為什么逃逸
在計(jì)算機(jī)語言編譯器優(yōu)化原理中,逃逸分析是指分析指針動(dòng)態(tài)范圍的方法府寒,它同編譯器優(yōu)化原理的指針分析和外形分析相關(guān)聯(lián)魁衙。當(dāng)變量(或者對象)在方法中分配后,其指針有可能被返回或者被全局引用株搔,這樣就會(huì)被其他方法或者線程所引用剖淀,這種現(xiàn)象稱作指針(或者引用)的逃逸(Escape)。通俗點(diǎn)講纤房,如果一個(gè)對象的指針被多個(gè)方法或者線程引用時(shí)纵隔,那么我們就稱這個(gè)對象的指針(或?qū)ο螅┑奶右荩‥scape)。
使用一段代碼理解:
public StringBuilder escapeDemo1(String a, String b) {
StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
stringBuilder.append(a);
stringBuilder.append(b);
return stringBuilder;
}
stringBuilder是在方法的內(nèi)部變量炮姨,而此時(shí)它被直接返回捌刮,這樣stringBuilder就有可能被其他地方的方法或參數(shù)所改變,這樣它的作用域就不只是demo1了舒岸,雖然它是一個(gè)局部變量绅作,但其發(fā)生了“逃逸”。
改造一下代碼:
public String escapeDemo2(String a, String b) {
StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
stringBuilder.append(a);
stringBuilder.append(b);
return stringBuilder.toString();
}
如此蛾派,就沒有返回StringBuilder俄认,而是toString(),那么StringBuilder沒有從方法中直接脫離洪乍,就沒有發(fā)生逃逸眯杏。
2. 什么是逃逸分析?
逃逸分析壳澳,是一種可以有效減少Java 程序中同步負(fù)載和內(nèi)存堆分配壓力的跨函數(shù)全局?jǐn)?shù)據(jù)流分析算法岂贩。通過逃逸分析,Java Hotspot編譯器能夠分析出一個(gè)新的對象的引用的使用范圍從而決定是否要將這個(gè)對象分配到堆上巷波。 逃逸分析(Escape Analysis)算是目前Java虛擬機(jī)中比較前沿的優(yōu)化技術(shù)了河闰。
原理:
Java本身的限制(對象只能分配到堆中)科平,我可以這么理解了褥紫,為了減少臨時(shí)對象在堆內(nèi)分配的數(shù)量姜性,我會(huì)在一個(gè)方法體內(nèi)定義一個(gè)局部變量,并且該變量在方法執(zhí)行過程中未發(fā)生逃逸髓考,按照J(rèn)VM調(diào)優(yōu)機(jī)制部念,首先會(huì)在堆內(nèi)存創(chuàng)建類的實(shí)例,然后將此對象的引用壓入調(diào)用棧氨菇,繼續(xù)執(zhí)行儡炼,這是JVM優(yōu)化前的方式。然后查蓉,我采用逃逸分析對JVM進(jìn)行優(yōu)化乌询。即針對棧的重新分配方式,首先找出未逃逸的變量豌研,將該變量直接存到棧里妹田,無需進(jìn)入堆,分配完成后鹃共,繼續(xù)調(diào)用棧內(nèi)執(zhí)行鬼佣,最后線程執(zhí)行結(jié)束,椝。空間被回收晶衷,局部變量也被回收了。如此操作阴孟,是優(yōu)化前在堆中晌纫,優(yōu)化后在棧中,從而減少了堆中對象的分配和銷毀永丝,從而優(yōu)化性能锹漱。
方式:
方法逃逸:
在一個(gè)方法體內(nèi),定義一個(gè)局部變量类溢,而它可能被外部方法引用凌蔬,比如作為調(diào)用參數(shù)傳遞給方法,或作為對象直接返回闯冷∩靶模或者,可以理解成對象跳出了方法蛇耀。
線程逃逸:
這個(gè)對象被其他線程訪問到辩诞,比如賦值給了實(shí)例變量,并被其他線程訪問到了纺涤。對象逃出了當(dāng)前線程译暂。
好處:
如果一個(gè)對象不會(huì)在方法體內(nèi)抠忘,或線程內(nèi)發(fā)生逃逸(或者說是通過逃逸分析后,使其未能發(fā)生逃逸)
- 棧上分配:一般情況下外永,不會(huì)逃逸的對象所占空間比較大崎脉,如果能使用棧上的空間,那么大量的對象將隨方法的結(jié)束而銷毀伯顶,減輕了GC壓力囚灼。
- 同步消除(鎖消除):如果你定義的類的方法上有同步鎖,但在運(yùn)行時(shí)祭衩,卻只有一個(gè)線程在訪問灶体,此時(shí)通過逃逸分析后會(huì)去掉同步鎖運(yùn)行。
- 標(biāo)量替換:Java虛擬機(jī)中的原始數(shù)據(jù)類型(int掐暮,long等數(shù)值類型以及reference類型等)都不能再進(jìn)一步分解蝎抽,它們可以稱為標(biāo)量。相對的路克,如果一個(gè)數(shù)據(jù)可以繼續(xù)分解樟结,那它稱為聚合量,Java中最典型的聚合量是對象衷戈。如果逃逸分析證明一個(gè)對象不會(huì)被外部訪問狭吼,并且這個(gè)對象是可分解的,那程序真正執(zhí)行的時(shí)候?qū)⒖赡懿粍?chuàng)建這個(gè)對象殖妇,而改為直接創(chuàng)建它的若干個(gè)被這個(gè)方法使用到的成員變量來代替刁笙。拆散后的變量便可以被單獨(dú)分析與優(yōu)化,可以各自分別在棧幀或寄存器上分配空間谦趣,原本的對象就無需整體分配空間了疲吸。