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java调优学习----逃逸分析

yintian908 2019-12-03 16:00 原文

1 逃逸分析是什么

在计算机语言编译器优化原理中，逃逸分析是指分析指针动态范围的方法，它同编译器优化原理的指针分析和外形分析相关联。当变量（或者对象）在方法中分配后，其指针有可能被返回或者被全局引用，这样就会被其他方法或者线程所引用，这种现象称作指针（或者引用）的逃逸(Escape)。通俗点讲，如果一个对象的指针被多个方法或者线程引用时，那么我们就称这个对象的指针（或对象）的逃逸（Escape）。

下面是参考别人的例子，简单明了。

1 public StringBuilder escapeDemo1(String a, String b) {
2     StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
3     stringBuilder.append(a);
4     stringBuilder.append(b);
5     return stringBuilder;
6 }

stringBuilder是在方法的内部变量，而此时它被直接返回，这样stringBuilder就有可能被其他地方的方法或参数所改变，这样它的作用域就不只是demo1了，虽然它是一个局部变量，但其发生了“逃逸”，属于方法逃逸

 

2 逃逸分类：方法逃逸和线程逃逸

方法逃逸：在一个方法体内，定义一个局部变量，而它可能被外部方法引用，比如作为调用参数传递给方法，或作为对象直接返回。或者，可以理解成对象跳出了方法。

线程逃逸：这个对象被其他线程访问到，比如赋值给了实例变量，并被其他线程访问到了。对象逃出了当前线程。

 

3 堆

堆、栈是真实的内存物理区

java堆：是虚拟机中所管理的内存中区域最大的一块，是被所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。此内存区域的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存。java堆是垃圾收集器管（GC）理的主要区域。


4 逃逸分析有什么用

逃逸分析，是一种可以有效减少Java 程序中同步负载和内存堆分配压力的跨函数全局数据流分析算法。通过逃逸分析，Java Hotspot编译器能够分析出一个新的对象的引用的使用范围从而决定是否要将这个对象分配到堆上。 逃逸分析（Escape Analysis）算是目前Java虚拟机中比较前沿的优化技术了。

 

5 逃逸分析的好处

　　如果一个对象不会在方法体内，或线程内发生逃逸（或者说是通过逃逸分析后，使其未能发生逃逸）

　　1. 栈上分配

　　　　一般情况下，不会逃逸的对象所占空间比较大，如果能使用栈上的空间，那么大量的对象将随方法的结束而销毁，减轻了GC压力

　　2. 同步消除

　　　　如果你定义的类的方法上有同步锁，但在运行时，却只有一个线程在访问，此时逃逸分析后的机器码，会去掉同步锁运行。

　　3. 标量替换

　　　　Java虚拟机中的原始数据类型（int，long等数值类型以及reference类型等）都不能再进一步分解，它们可以称为标量。相对的，如果一个数据可以继续分解，那它称为聚合量，Java中最典型的聚合量是对象。如果逃逸分析证明一个对象不会被外部访问，并且这个对象是可分解的，那程序真正执行的时候将可能不创建这个对象，而改为直接创建它的若干个被这个方法使用到的成员变量来代替。拆散后的变量便可以被单独分析与优化，可以各自分别在栈帧或寄存器上分配空间，原本的对象就无需整体分配空间了。

下面是参考http://www.hollischuang.com/archives/2583

同步消除：

在动态编译同步块的时候，JIT编译器可以借助逃逸分析来判断同步块所使用的锁对象是否只能够被一个线程访问而没有被发布到其他线程。

如果同步块所使用的锁对象通过这种分析被证实只能够被一个线程访问，那么JIT编译器在编译这个同步块的时候就会取消对这部分代码的同步。这个取消同步的过程就叫同步省略，也叫锁消除。

 

1 public void f() {
2     Object hollis = new Object();
3     synchronized(hollis) {
4         System.out.println(hollis);
5     }
6 }

代码中对hollis这个对象进行加锁，但是hollis对象的生命周期只在f()方法中，并不会被其他线程所访问到，所以在JIT编译阶段就会被优化掉。优化成：

1 public void f() {
2     Object hollis = new Object();
3     System.out.println(hollis);
4 }

所以，在使用synchronized的时候，如果JIT经过逃逸分析之后发现并无线程安全问题的话，就会做锁消除。

标量替换

标量（Scalar）是指一个无法再分解成更小的数据的数据。Java中的原始数据类型就是标量。相对的，那些还可以分解的数据叫做聚合量（Aggregate），Java中的对象就是聚合量，因为他可以分解成其他聚合量和标量。

在JIT阶段，如果经过逃逸分析，发现一个对象不会被外界访问的话，那么经过JIT优化，就会把这个对象拆解成若干个其中包含的若干个成员变量来代替。这个过程就是标量替换。

 1 public static void main(String[] args) {
 2    alloc();
 3 }
 4 
 5 private static void alloc() {
 6    Point point = new Point（1,2）;
 7    System.out.println("point.x="+point.x+"; point.y="+point.y);
 8 }
 9 class Point{
10     private int x;
11     private int y;
12 }

以上代码中，point对象并没有逃逸出alloc方法，并且point对象是可以拆解成标量的。那么，JIT就会不会直接创建Point对象，而是直接使用两个标量int x ，int y来替代Point对象。

以上代码，经过标量替换后，就会变成：

1 private static void alloc() {
2    int x = 1;
3    int y = 2;
4    System.out.println("point.x="+x+"; point.y="+y);
5 }

可以看到，Point这个聚合量经过逃逸分析后，发现他并没有逃逸，就被替换成两个聚合量了。那么标量替换有什么好处呢？就是可以大大减少堆内存的占用。因为一旦不需要创建对象了，那么就不再需要分配堆内存了。

标量替换为栈上分配提供了很好的基础。

 

 

 

 

 

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