Java之JVM逃逸分析

谁践踏了优雅 2022-06-11 01:14 456阅读 0赞

引言： 逃逸分析（Escape Analysis)是众多JVM技术中的一个使用不多的技术点，本文将通过一个实例来分析其使用场景。

# 概念 #

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。  
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，这样就会被其他过程或者线程所引用，这种现象称作指针（或者引用）的逃逸(Escape)。  
Java在Java SE 6u23以及以后的版本中支持并默认开启了逃逸分析的选项。Java的 HotSpot JIT编译器，能够在方法重载或者动态加载代码的时候对代码进行逃逸分析，同时Java对象在堆上分配和内置线程的特点使得逃逸分析成Java的重要功能。

上面的这段话是我引用别人的一段话，文中使用了大量的专业术语，我总结一下它的意思就是:

> 通过逃逸分析来决定某些实例或者变量是否要在堆中进行分配，如果开启了逃逸分析，即可将这些变量直接在栈上进行分配，而非堆上进行分配。这些变量的指针可以被全局所引用，或者其其它线程所引用。

# 开启设置 #

默认的在JDK 6u23以上是默认开启，这里将设置重新明确一下：  
强制开启：

> \-server -XX:+DoEscapeAnalysis -XX:+PrintGCDetail -Xmx10m -Xms10m

关闭逃逸分析：

> \-server -XX:-DoEscapeAnalysis -XX:+PrintGCDetail -Xmx10m -Xms10m

# 实例验证 #

代码：

public class OnStackTest {
        public static void alloc() {
            byte[] b = new byte[2];
            b[0] = 1;
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            long b = System.currentTimeMillis();
            for (int i = 0; i < 100000000; i++) {
                alloc();
            }
            long e = System.currentTimeMillis();
            System.out.println(e - b);
        }
    }

开启逃逸的运行结果：  
![这里写图片描述][SouthEast]

未开启逃逸分析的运行结果：  
![这里写图片描述][SouthEast 1]

分析一下，这里是将2个字节的数据循环分配1千万次，开启逃逸的运行时间为8milisecond， 而未开启则为956， 为未开启的将近1/120.  
差异效果还是非常明显的…..

# 总结 #

栈上的空间一般而言是非常小的，只能存放若干变化和小的数据结构，大容量的存储结构是做不到。这里的例子是一个极端的千万次级的循环，突出了通过逃逸分析，让其直接从栈上分配，从而极大降低了GC的次数，提升了程序整体的执行效能。  
所以，逃逸分析的效果只能在特定场景下，满足高频和高数量的容量比较小的变量分配结构，才可以生效。

———————- 无聊的分割线，终于到底了——————–

[SouthEast]: /images/20220611/988cb693d1784d25910867fa2aba39ca.png
[SouthEast 1]: /images/20220611/0ea1274c85df43c1bd9989f62b545279.png