什么是逃逸分析？

Posted 2023-05-15

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了什么是逃逸分析？相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

参考技术A 在C语言中，可以使用malloc和free手动在堆上分配和回收内存。Go语言中，堆内存是通过垃圾回收机制自动管理的，无需开发者指定。那么，Go编译器怎么知道某个变量需要分配在栈上，还是堆上呢？编译器决定内存分配位置的方式，就称之为逃逸分析(escape analysis)。逃逸分析由编译器完成，作用于编译阶段。

一文秒懂JVM 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。

写在最后

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好了，今天就到这儿吧，小伙伴们点赞、收藏、评论，一键三连走起呀，我是冰河，我们下期见~~

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以上是关于什么是逃逸分析？的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

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Golang逃逸分析

十逃逸分析和栈上分配

逃逸分析(Escape Analysis）

内存逃逸分析