JVM的逃逸技术介绍

程序小英雄 2016-12-26 15:42

在Java中每一个对象都有一定的作用域，理论上，一个对象在一块代码中构造，那么也应该在这块代码中被回收，但是实际上，我们经常会让一个对象存活更长的时间，超过定义它的代码块，这就好比一个人逃出了生他养他的地方，我们将这种现象称为逃逸。

逃逸

逃逸按照行为不同有可以分为方法逃逸和线程逃逸。方法逃逸是指在某一个方法中构造的对象，在该方法外部可以继续访问这个对象。产生方法逃逸一般是由于返回值返回，或者是将对象的引用设置到传入的参数中，如下图展示了两种产生方法逃逸的例子。

方法逃逸

线程逃逸则是在一个线程中构造的对象，能够在另一个线程中使用。这种情况是由于同一个对象被多个线程使用，产生资源占用而导致。下图就是一个通过共享静态变量，来实现线程逃逸的例子，这个例子中的resource对象在多线程的环境下会产生线程逃逸。

线程逃逸

至此，我们了解了如何判断一个对象是否会产生逃逸，那么对象逃逸有什么用呢？如果我们能够明确肯定一个对象不会产生逃逸，那么就可以对其进行很多的优化。下面本文就来介绍一下，Java虚拟机在确定对象不发生逃逸的情况下，所进行的一些高效的优化。

1. 栈上分配

   众所周知，Java中对象时分配在堆上的，在初始化时，会在堆上分配一块空间，当这个对象不再使用时，会在之后发生垃圾回收时被回收，这是一个Java对象正常的生命周期。但是当能够明确对象不会发生逃逸时，就可以对这个对象做一个优化，不将其分配到堆上，而是直接分配到栈上，这样在方法结束时，这个对象就会随着方法的出栈而销毁，这样就可以将少垃圾回收的压力。
   

2. 同步消除

   在多线程中，对于一个变量操作进行同步操作是效率很低的，当我们确定一个对象不会发生逃逸时，那么就没有必要对这个对象进行同步操作，所以如果代码中有对这种变量操作的同步操作，JVM将会取消同步，从而提升性能。

3. 标量替换

   标量指的是没有办法再分解为更小的数据的类型，即Java中的基本类型，我们平时定义的类都属于聚合量。标量替换即是将一个聚合量拆成多个标量来替换，即用一些基本类型来代替一个对象。如果明确对象不会发生逃逸，并且可以进行标量替换的话，那么就可以不创建这个对象，而是直接使用基本类型来代替，这样也就可以节省创建和销毁对象的开销。

虽然基于逃逸技术的优化能够提升程序运行时的性能，但是在实际生产中，对象逃逸的分析默认是不开启的。这是因为分析一个对象是否会发生逃逸消耗比较大，所以，开启逃逸分析并进行这些优化之后得到的效果，并不一定就比不进行优化更好。如果确定开启逃逸分析效率更好，那么可以使用参数-XX:+DoEscapeAnalysis来开启逃逸分析。

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