JVM:你知道为什么对象一定在堆中分配吗

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  • JVM运行时数据区域：
  • 逃逸分析技术存在的问题：
  • 逃逸分析JVM参数设置：
  • 总结

JVM运行时数据区域：

JVM运行时的数据区域可以分为：虚拟机栈、本地方法栈、方法区、程序计数器、堆。一般我们都说一切的对象的分配都是在堆中进行分配的，即使是栈中的对象，栈也只是保存了该对象的引用，真正的对象仍然存储在堆中。

然而实际上，对象并不总是在堆中进行分配的，这里就需要介绍一下JVM的逃逸分析技术了。JVM会通过逃逸分析技术，对于逃不出方法的对象，会让其在栈空间上进行分配。

逃逸分析技术：英文称为 Escape Analysis，是目前JVM中比较前沿的一种优化技术，与类型继承关系分析一样，并不是直接优化代码的手段，而是为其他优化措施提供依据的分析技术。

基本原理：分析对象动态作用域，当一个对象在方法里面被定义后，它可能被外部方法所引用，例如作为调用参数传递到其他方法中，这种行为被称为方法逃逸；当一个对象被外部线程访问到时，比如赋值给可以在其他线程中访问的实例变量，这种行为称为线程逃逸。从不逃逸、方法逃逸到线程逃逸，称为对象由低到高的不同程度的逃逸。

方法逃逸

根据对象的逃逸程度来选择采用不同的优化方案，针对逃逸程度有三种优化方案：

  • 栈上分配（Stack Allocations）：如果能够确定一个对象不会逃逸出线程之外，可以让该对象在栈空间上进行分配，对象所占用的内存空间就会随着栈帧出栈而销毁。这样做的好处就是减少资源消耗，对于JVM来说，对垃圾对象进行标记以及回收过程，都会消耗很多的资源，利用栈来分配会减少JVM标记回收对象的数量，减轻回收压力。

栈上分配支持方法逃逸，但不能支持线程逃逸，也就是说，对于逃不出方法的对象才能在栈中进行分配

  • 标量替换（Scalar Replacement）：标量，即一个已经无法在分解成更小的数据的数据，比如JVM中原始数据类型（int，long等）；如果一个数据可以继续分解，则称为聚合量，Java的对象就是典型的聚合量。把一个对象拆散，根据程序的访问情况，将其用到的成员变量恢复成为原始类型来访问，称为标量替换。若对象可以不被方法外部访问且不会被拆散，则可以不创建对象，直接创建它的成员变量。

不允许对象逃逸出方法范围

标量替换

  • 同步消除：如果一个变量不会逃逸出线程之外，无法被其他线程访问到，则可以不用进行同步措施。即可以消除掉对该变量的同步操作。不会产生线程安全问题。

逃逸分析技术存在的问题：

  • 到目前为止，该技术还未发展成熟，仍有很大的改进余地
  • 逃逸分析的成本非常高，甚至不能保证逃逸分析带来的性能收益会高于它的消耗

逃逸分析JVM参数设置：

  • -XX：+DoEscapeAnalysis 开启逃逸分析
  • -XX：+PrintEscapeAnalysis 查看逃逸分析
  • -XX：+EliminateAllocations 开启标量替换
  • +XX：+EliminateLocks 开启同步消除
  • -XX：+PrintEliminateAllocation 查看标量替换

总结

本片文章就到这里了，希望能够给你带来帮助，也希望您能够多多关注我们的更多内容！

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