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 Point1,2;
   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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