前言
記得幾年前有一次棧長去面試,問到了這么一個問題:
Java中的對象都是在堆中分配嗎?說明為什么!
當時我被問得一臉蒙逼,瞬間被秒殺得體無完膚,當時我壓根就不知道他在考什么知識點,難道對象不是在堆中分配嗎?最后就沒然后了,回去等通知了。。
下面我收集了一下網友的回答。
回答很精彩,大家可以加入一起搞技術,我現在將答案總結一下給大家。
什么是逃逸分析?
關于 Java 逃逸分析的定義:
逃逸分析(Escape Analysis)簡單來講就是,Java Hotspot 虛擬機可以分析新創建對象的使用范圍,并決定是否在 Java 堆上分配內存的一項技術。
逃逸分析的 JVM 參數如下:
- 開啟逃逸分析:-XX:+DoEscapeAnalysis
- 關閉逃逸分析:-XX:-DoEscapeAnalysis
- 顯示分析結果:-XX:+PrintEscapeAnalysis
逃逸分析技術在 Java SE 6u23+ 開始支持,并默認設置為啟用狀態,可以不用額外加這個參數。
逃逸分析算法
Java Hotspot 編譯器實現下面論文中描述的逃逸算法:
[Choi99] Jong-Deok Choi, Manish Gupta, Mauricio Seffano, Vugranam C. Sreedhar, Sam Midkiff, "Escape Analysis for Java", Procedings of ACM SIGPLAN OOPSLA Conference, November 1, 1999
根據 Jong-Deok Choi, Manish Gupta, Mauricio Seffano,Vugranam C. Sreedhar, Sam Midkiff 等大牛在論文《Escape Analysis for Java》中描述的算法進行逃逸分析的。
該算法引入了連通圖,用連通圖來構建對象和對象引用之間的可達性關系,并在次基礎上,提出一種組合數據流分析法。
由于算法是上下文相關和流敏感的,并且模擬了對象任意層次的嵌套關系,所以分析精度較高,只是運行時間和內存消耗相對較大。
對象逃逸狀態
我們了解了 Java 中的逃逸分析技術,再來了解下一個對象的逃逸狀態。
1、全局逃逸(GlobalEscape)
即一個對象的作用范圍逃出了當前方法或者當前線程,有以下幾種場景:
- 對象是一個靜態變量
- 對象是一個已經發生逃逸的對象
- 對象作為當前方法的返回值
2、參數逃逸(ArgEscape)
即一個對象被作為方法參數傳遞或者被參數引用,但在調用過程中不會發生全局逃逸,這個狀態是通過被調方法的字節碼確定的。
3、沒有逃逸
即方法中的對象沒有發生逃逸。
逃逸分析優化
針對上面第三點,當一個對象沒有逃逸時,可以得到以下幾個虛擬機的優化。
1) 鎖消除
我們知道線程同步鎖是非常犧牲性能的,當編譯器確定當前對象只有當前線程使用,那么就會移除該對象的同步鎖。
例如,StringBuffer 和 Vector 都是用 synchronized 修飾線程安全的,但大部分情況下,它們都只是在當前線程中用到,這樣編譯器就會優化移除掉這些鎖操作。
鎖消除的 JVM 參數如下:
- 開啟鎖消除:-XX:+EliminateLocks
- 關閉鎖消除:-XX:-EliminateLocks
鎖消除在 JDK8 中都是默認開啟的,并且鎖消除都要建立在逃逸分析的基礎上。
2) 標量替換
首先要明白標量和聚合量,基礎類型和對象的引用可以理解為標量,它們不能被進一步分解。而能被進一步分解的量就是聚合量,比如:對象。
對象是聚合量,它又可以被進一步分解成標量,將其成員變量分解為分散的變量,這就叫做標量替換。
這樣,如果一個對象沒有發生逃逸,那壓根就不用創建它,只會在棧或者寄存器上創建它用到的成員標量,節省了內存空間,也提升了應用程序性能。
標量替換的 JVM 參數如下:
- 開啟標量替換:-XX:+EliminateAllocations
- 關閉標量替換:-XX:-EliminateAllocations
- 顯示標量替換詳情:-XX:+PrintEliminateAllocations
標量替換同樣在 JDK8 中都是默認開啟的,并且都要建立在逃逸分析的基礎上。
3) 棧上分配
當對象沒有發生逃逸時,該對象就可以通過標量替換分解成成員標量分配在棧內存中,和方法的生命周期一致,隨著棧幀出棧時銷毀,減少了 GC 壓力,提高了應用程序性能。
總結
逃逸分析講完了,總結了不少時間,我們也應該大概知道逃逸分析是為了優化 JVM 內存和提升程序性能的。
我們知道這點后,在平時開發過程中就要可盡可能的控制變量的作用范圍了,變量范圍越小越好,讓虛擬機盡可能有優化的空間。
簡單舉一個例子吧,如:
return sb;
可以改為:
return sb.toString();
這是一種優化案例,把 StringBuilder 變量控制在了當前方法之內,沒有逃出當前方法作用域。
大家還有沒有別的優化經驗,歡迎分享~
以上就是本文的全部內容,希望對大家的學習有所幫助,也希望大家多多支持服務器之家。