Loading...
墨滴

冰河

2021/10/13  阅读:36  主题:橙心

逃逸分析,yyds!!

大家好,我是冰河~~

在JVM的实现中,为了提高JVM的性能和节省内存空间,JVM提供了一种叫做 “逃逸分析” 的特性,而且对于“逃逸分析” 这种特性,也是近年来大厂面试常问的知识点。今天,我们就一起来聊聊什么是逃逸分析。

逃逸分析的概念

先以官方的形式来说下什么是逃逸分析。逃逸分析就是:一种确定指针动态范围的静态分析,它可以分析在程序的哪些地方可以访问到指针。

在JVM的即时编译语境下,逃逸分析将判断新建的对象是否逃逸。即时编译判断对象是否逃逸的依据:一种是对象是否被存入堆中(静态字段或者堆中对象的实例字段),另一种就是对象是否被传入未知代码。

直接说这些概念,确实有点晕啊,那我们就来两个示例。

对象逃逸示例

一种典型的对象逃逸就是:对象被复制给成员变量或者静态变量,可能被外部使用,此时变量就发生了逃逸。

我们可以用下面的代码来表示这个现象。

/**
 * @author binghe
 * @description 对象逃逸示例1
 */

public class ObjectEscape{
    private User user;
    public void init(){
        user = new User();
    }
}

在ObjectEscape类中,存在一个成员变量user,我们在init()方法中,创建了一个User类的对象,并将其赋值给成员变量user。此时,对象被复制给了成员变量,可能被外部使用,此时的变量就发生了逃逸。

另一种典型的场景就是:对象通过return语句返回。如果对象通过return语句返回了,此时的程序并不能确定这个对象后续会不会被使用,外部的线程可以访问到这个变量,此时对象也发生了逃逸。

我们可以用下面的代码来表示这个现象。

/**
 * @author binghe
 * @description 对象逃逸示例2
 */

public class ObjectReturn{
    public User createUser(){
        User user = new User();
        return user;
    }
}

给出两个示例,相信小伙伴们对JVM的逃逸分析多少有点了解了吧,没错,JVM通过逃逸分析,能够分析出新对象的使用范围,从而决定新对象是否要在堆上进行分配。

还没完,我们继续看下逃逸分析的优点,以便于小伙伴们能够更好的理解逃逸分析。

逃逸分析的优点

逃逸分析的优点总体上来说可以分为三个:对象可能分配在栈上、分离对象或标量替换、消除同步锁。我们可以使用下图来表示。

对象可能分配在栈上

JVM通过逃逸分析,分析出新对象的使用范围,就可能将对象在栈上进行分配。栈分配可以快速地在栈帧上创建和销毁对象,不用再将对象分配到堆空间,可以有效地减少 JVM 垃圾回收的压力。

分离对象或标量替换

当JVM通过逃逸分析,确定要将对象分配到栈上时,即时编译可以将对象打散,将对象替换为一个个很小的局部变量,我们将这个打散的过程叫做标量替换。将对象替换为一个个局部变量后,就可以非常方便的在栈上进行分配了。

同步锁消除

如果JVM通过逃逸分析,发现一个对象只能从一个线程被访问到,则访问这个对象时,可以不加同步锁。如果程序中使用了synchronized锁,则JVM会将synchronized锁消除。

这里,需要注意的是:这种情况针对的是synchronized锁,而对于Lock锁,则JVM并不能消除。

要开启同步消除,需要加上 -XX:+EliminateLocks 参数。因为这个参数依赖逃逸分析,所以同时要打开 -XX:+DoEscapeAnalysis 选项。

所以,并不是所有的对象和数组,都是在堆上进行分配的,由于即时编译的存在,如果JVM发现某些对象没有逃逸出方法,就很有可能被优化成在栈上分配。

衍生出的面试题

其实,针对逃逸分析还会衍生出一些典型的面试题,例如:Java中的对象一定是在堆上分配的吗? 只要我们充分掌握了逃逸分析的原理,回答这种面试题就非常简单了。

关于面试题

Java中的对象一定是在堆上分配的吗?

面试官这样问,如果大家不了解逃逸分析的话,那肯定就有些小伙伴心里会想:我从一开始学习Java时,就知道了:Java中的对象是在堆上创建的,对象的引用是存储到栈中的,那Java中的对象是在堆上分配的啊!难道不是吗?

如果你这样回答,就会被直接Pass掉。

今天,我们介绍完什么是逃逸分析后,相信各位小伙伴就知道如何去完美的回答这道面试题了吧。

面试题解答思路

总体思路上,你可以这样回答:Java中的对象不一定是在堆上分配的,因为JVM通过逃逸分析,能够分析出一个新对象的使用范围,并以此确定是否要将这个对象分配到堆上。

冰河

2021/10/13  阅读:36  主题:橙心

作者介绍

冰河