堆是分配对象的唯一选择吗？

红太狼 2021-07-24 13:34 423阅读 0赞

# 一 逃逸分析 #

在《深入理解Java虚拟机》中关于 Java 堆内存有这样一段描述：

随着 JIT 编译器的发展与逃逸分析技术逐渐成熟，栈上分配、标量替换优化技术将会导致一些微妙的变化，所有的对象都分配到堆上也渐渐变得不那么“绝对”了。

在 Java 虚拟机中，对象是在 Java 堆中分配内存的，这是一个普遍的常识。但是，有一种特殊情况，那就是如果经过逃逸分析（Escape Analysis）后发现，一个对象并没有逃逸出方法的话，那么就可能被优化成栈上分配。这样就无需在堆上分配内存，也无须进行垃圾回收了。这也是最常见的堆外存储技术。

此外，基于 openJDk 深度定制的 TaoBaovm，其中创新的 GCIH（GC invisible heap）技术实现 off-heap，将生命周期较长的 Java 对象从 heap 中移至 heap 外，并且 GC 不能管理 GCIH 内部的 Java 对象，以此达到降低 GC 的回收频率和提升 GC 的回收效率的目的。

如何将堆上的对象分配到栈，需要使用逃逸分析手段。

这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。

逃逸分析的基本行为就是分析对象动态作用域。

*  当一个对象在方法中被定义后，对象只在方法内部使用，则认为没有发生逃逸。
 *  当一个对象在方法中被定义后，它被外部方法所引用，则认为发生逃逸。例如作为调用参数传递到其他地方中。

# 二 实战——没有发生逃逸 #

## 1 代码 ##

public void my_method() {
        V v = new V();
        // use v
        // ....
        v = null;
    }

## 2 说明 ##

上面代码的 new V(); 是没有发生逃逸的对象，则可以分配到栈上，随着方法执行的结束，栈空间就被移除。

# 三 实战——发生了逃逸 #

## 1 代码 ##

public static StringBuffer createStringBuffer(String s1, String s2) {
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        sb.append(s1);
        sb.append(s2);
        return sb;
    }

## 2 说明 ##

new StringBuffer() 发生了逃逸，return 后，该对象逃到方法外了。这个对象就不能使用栈上分配了。

如果想要 new StringBuffer() 对象不发生逃逸，可以改写为如下代码。

public static String createStringBuffer(String s1, String s2) {
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        sb.append(s1);
        sb.append(s2);
        return sb.toString();
    }

此时 new StringBuffer() 对象不会逃逸出方法，它就能栈上分配了。

# 四 实战——完整的逃逸分析 #

/**
    * 逃逸分析
    * <p>
    * 如何快速的判断是否发生了逃逸，就看 new 的对象实体是否有可能在方法外被调用。
    */
    public class EscapeAnalysis {
        public EscapeAnalysis obj;
    
        /*
        方法返回 EscapeAnalysis 对象，发生逃逸
         */
        public EscapeAnalysis getInstance() {
            return obj == null ? new EscapeAnalysis() : obj;
        }
    
        /*
        为成员属性赋值，发生逃逸
        如果当前的 obj 引用声明为 static，仍然会发生逃逸。
         */
        public void setObj() {
            this.obj = new EscapeAnalysis();
        }
    
        /*
        对象的作用域仅在当前方法中有效，没有发生逃逸
         */
        public void useEscapeAnalysis() {
            EscapeAnalysis e = new EscapeAnalysis();
        }
    
        /*
        引用成员变量的值，发生逃逸
         */
        public void useEscapeAnalysis1() {
            EscapeAnalysis e = getInstance();
            // getInstance().xxx() 同样会发生逃逸
        }
    }

# 五 参数设置 #

在 JDK 6u23（JDK 7）版本之后，HotSpot 中默认就已经开启了逃逸分析。

如果使用的是较早的版本，开发人员则可以通过下面参数进行设置。

*  选项“-XX:+DoEscapeAnalysis"显式开启逃逸分析。
 *  通过选项“-XX:+PrintEscapeAnalysis"查看逃逸分析的筛选结果。

# 六 结论 #

开发中能使用局部变量的，就不要使用在方法外定义。