深入理解jvm原理之逃逸分析

Posted 2023-02-19

参考技术A 最近一直在学习Java虚拟机原理，觉得有意思的地方就写个文章记录下来。优胜劣汰是自然界的发展，适用到Java虚拟机也不为过，jvm过了生存下去，一直在自我进化，Java虚拟机也在不停的进化和优化，有的是基于执行代码的优化，例如指令重排序等等；有的是基于分析技术，例如关系分析或者逃逸分析等等，今天就重点介绍一下jvm中的分析技术优化---逃逸分析；内容大部分源自于《深入理解Java虚拟机》；

逃逸分析一般分为两种：一种基本行为就是分析对象的动态作用域，当一个对象在方法中定义后，它可能被外部的方法所引用，例如作为调用参数传入了其他对象中，称为方法逃逸；甚至被外部线程所引用，例如赋值给变量或可以在其他线程中访问的变量，这种优化行为称为线程逃逸；

概念归概念，最终效果怎么样，肯定还需要是骡子是马拉出来遛遛，总牛的理论需要落地检验，说程序员的话，也就是一个对象不会逃逸到方法或者线程之外后，这个变量会进行一些高效的优化；实现方式一般有下面几种；

栈上分配：无论是C#还是Java的程序员，大家都知道，对象会创建在Java堆上，而Java堆中的对象对线程（Java线程）是共享和可见的，而虚拟机的垃圾回收就是回收对象不再适用的对象，无论哪种垃圾回收器，都需要需要筛选和整理可回收的对象，回收和整理要耗费很长时间，如果确定一个方法不会逃逸出方法之外，那就让这个对象直接分配在栈上，而对象所占用的空间也会随着帧栈的出栈而销毁，垃圾回收系统的压力会就变的小了；

消除同步：线程同步本身就是一个相对耗时的过程（至于为什么耗时，可以查询用户线程和内核线程相关知识），如果确认一个对象不会被其他线程访问；那么变量的读写就不会和其他线程竞争，对于这种变量实施的同步可以消除；

标量替换：标量又称scalar是指一个数据已经无法再分解成更小的数据来表示了，Java虚拟机中的原始数据例如int,long,等值类型以及reference类型，都不能再进一步分解，他们就可以称为标量，相对的，它们如果可以继续分解，那就是称为聚合量又称Aggregate，Java对象就是典型的聚合量，如果把一个对象拆散，根据程序访问情况，将其使用到的成员变量类型变成基本类型代替，如果jvm逃逸分析中发现这个对象不会外部对象使用，那程序执行的就不会创建该对象，为改为创建它的若干个被这个方法使用的成员变量来代替（栈上创建的数据，又很大的概率会被jvm分配至物理机的高速寄存器中存储），这个也为后续进一步的优化创造了条件；

逃逸分析很多优势还在陆陆续续发现，Java8已经默认开启了逃逸分析， -XX:+DoEscapeAnalysis 开启或者关闭这个选项；都是干活，后续上带么和截图来验证一下；