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逃逸分析:分離對象、標量替換、同步鎖消除

來源: 責編: 時間:2024-01-17 10:14:41 237觀看
導讀在JVM的實現中,為了提高JVM的性能和節省內存空間,JVM提供了一種叫做“逃逸分析”的特性,而且對于“逃逸分析”這種特性,也是近年來大廠面試常問的知識點。今天,我們就一起來聊聊什么是逃逸分析。逃逸分析的概念先以官方的

在JVM的實現中,為了提高JVM的性能和節省內存空間,JVM提供了一種叫做“逃逸分析”的特性,而且對于“逃逸分析”這種特性,也是近年來大廠面試常問的知識點。今天,我們就一起來聊聊什么是逃逸分析。yXo28資訊網——每日最新資訊28at.com

逃逸分析的概念

先以官方的形式來說下什么是逃逸分析。逃逸分析就是:一種確定指針動態范圍的靜態分析,它可以分析在程序的哪些地方可以訪問到指針。yXo28資訊網——每日最新資訊28at.com

在JVM的即時編譯語境下,逃逸分析將判斷新建的對象是否逃逸。即時編譯判斷對象是否逃逸的依據:一種是對象是否被存入堆中(靜態字段或者堆中對象的實例字段),另一種就是對象是否被傳入未知代碼。yXo28資訊網——每日最新資訊28at.com

直接說這些概念,確實有點暈啊,那我們就來兩個示例。yXo28資訊網——每日最新資訊28at.com

對象逃逸示例

一種典型的對象逃逸就是:對象被復制給成員變量或者靜態變量,可能被外部使用,此時變量就發生了逃逸。yXo28資訊網——每日最新資訊28at.com

我們可以用下面的代碼來表示這個現象。yXo28資訊網——每日最新資訊28at.com

/** * @author binghe * @description 對象逃逸示例1 */public class ObjectEscape{    private User user;    public void init(){        user = new User();    }}

在ObjectEscape類中,存在一個成員變量user,我們在init()方法中,創建了一個User類的對象,并將其賦值給成員變量user。此時,對象被復制給了成員變量,可能被外部使用,此時的變量就發生了逃逸。yXo28資訊網——每日最新資訊28at.com

另一種典型的場景就是:對象通過return語句返回。如果對象通過return語句返回了,此時的程序并不能確定這個對象后續會不會被使用,外部的線程可以訪問到這個變量,此時對象也發生了逃逸。yXo28資訊網——每日最新資訊28at.com

我們可以用下面的代碼來表示這個現象。yXo28資訊網——每日最新資訊28at.com

/** * @author binghe * @description 對象逃逸示例2 */public class ObjectReturn{    public User createUser(){        User user = new User();        return user;    }}

給出兩個示例,相信小伙伴們對JVM的逃逸分析多少有點了解了吧,沒錯,JVM通過逃逸分析,能夠分析出新對象的使用范圍,從而決定新對象是否要在堆上進行分配。yXo28資訊網——每日最新資訊28at.com

還沒完,我們繼續看下逃逸分析的優點,以便于小伙伴們能夠更好的理解逃逸分析。yXo28資訊網——每日最新資訊28at.com

逃逸分析的優點

逃逸分析的優點總體上來說可以分為三個:對象可能分配在棧上、分離對象或標量替換、消除同步鎖。我們可以使用下圖來表示。yXo28資訊網——每日最新資訊28at.com

圖片圖片yXo28資訊網——每日最新資訊28at.com

對象可能分配在棧上

JVM通過逃逸分析,分析出新對象的使用范圍,就可能將對象在棧上進行分配。棧分配可以快速地在棧幀上創建和銷毀對象,不用再將對象分配到堆空間,可以有效地減少 JVM 垃圾回收的壓力。yXo28資訊網——每日最新資訊28at.com

分離對象或標量替換

當JVM通過逃逸分析,確定要將對象分配到棧上時,即時編譯可以將對象打散,將對象替換為一個個很小的局部變量,我們將這個打散的過程叫做標量替換。將對象替換為一個個局部變量后,就可以非常方便的在棧上進行分配了。yXo28資訊網——每日最新資訊28at.com

同步鎖消除

如果JVM通過逃逸分析,發現一個對象只能從一個線程被訪問到,則訪問這個對象時,可以不加同步鎖。如果程序中使用了synchronized鎖,則JVM會將synchronized鎖消除。yXo28資訊網——每日最新資訊28at.com

這里,需要注意的是:這種情況針對的是synchronized鎖,而對于Lock鎖,則JVM并不能消除。yXo28資訊網——每日最新資訊28at.com

要開啟同步消除,需要加上 -XX:+EliminateLocks 參數。因為這個參數依賴逃逸分析,所以同時要打開 -XX:+DoEscapeAnalysis 選項。yXo28資訊網——每日最新資訊28at.com

所以,并不是所有的對象和數組,都是在堆上進行分配的,由于即時編譯的存在,如果JVM發現某些對象沒有逃逸出方法,就很有可能被優化成在棧上分配。yXo28資訊網——每日最新資訊28at.com

衍生出的面試題

其實,針對逃逸分析還會衍生出一些典型的面試題,例如:Java中的對象一定是在堆上分配的嗎? 只要我們充分掌握了逃逸分析的原理,回答這種面試題就非常簡單了。yXo28資訊網——每日最新資訊28at.com

關于面試題

Java中的對象一定是在堆上分配的嗎?yXo28資訊網——每日最新資訊28at.com

面試官這樣問,如果大家不了解逃逸分析的話,那肯定就有些小伙伴心里會想:我從一開始學習Java時,就知道了:Java中的對象是在堆上創建的,對象的引用是存儲到棧中的,那Java中的對象是在堆上分配的啊!難道不是嗎?yXo28資訊網——每日最新資訊28at.com

如果你這樣回答,就會被直接Pass掉。yXo28資訊網——每日最新資訊28at.com

今天,我們介紹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這道面試題了吧。yXo28資訊網——每日最新資訊28at.com

面試題解答思路

總體思路上,你可以這樣回答:Java中的對象不一定是在堆上分配的,因為JVM通過逃逸分析,能夠分析出一個新對象的使用范圍,并以此確定是否要將這個對象分配到堆上。yXo28資訊網——每日最新資訊28at.com

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