逃逸分析(Escape Analysis)技术

上文：jvm堆背景：随着jvm的发展，堆已经不是分配内存的唯一选择了，还有栈上分配、标量替换优化技术。逃逸分析是什么？编程语言的编译优化原理中，分析指针动态范围的方法称之为逃逸分析...

逍遥壮士

4659人浏览 · 2021-04-24 11:44:32

逍遥壮士 · 2021-04-24 11:44:32 发布

上文：jvm堆

背景：随着jvm的发展，堆已经不是分配内存的唯一选择了，还有栈上分配、标量替换优化技术。

逃逸分析是什么？

编程语言的编译优化原理中，分析指针动态范围的方法称之为逃逸分析。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。也就是说通过逃逸分析可以判断对象的引用和使用范围从而决定是否要将这个对象分配到堆上面。

注意：逃逸分析不是直接的优化手段，而是分码分析手段。

什么条件下会触发逃逸分析？

Java的逃逸分析只发在JIT的即时编译中，因为在启动前已经通过各种条件判断出来是否满足逃逸，通过上面的流程图也可以得知对象分配不一定在堆上，所以可知满足逃逸的条件如下，只要满足以下任何一种都会判断为逃逸。

一、对象被赋值给堆中对象的字段和类的静态变量。

二、对象被传进了不确定的代码中去运行。

对象逃逸的范围有：全局逃逸、参数逃逸、没有逃逸;

逃逸分析案例

相关配置

开启逃逸分析（JDK8中，逃逸分析默认开启。）
-XX:+DoEscapeAnalysis
关闭逃逸分析
-XX:-DoEscapeAnalysis
查看逃逸分析结果
-XX:+PrintEscapeAnalysis

package com.escape;

import com.Student;

/**
 * @author: csh
 * @Date: 2021/4/21 11:01
 * @Description:线程逃逸
 */
public class ThreadEscape {

    public static Integer sum=0;


    
    /**
     * 详细日志
     * -XX:+PrintGCDetails
     * 简单日志
     * -XX:+PrintGC
     *
     * 功能描述: -XX:+PrintGC -Xms5M -Xmn5M -XX:+DoEscapeAnalysis
     *
     * @param:
     * @return:
     * @auther: csh
     * @date: 2021/4/21 13:48
     */
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //-XX:-DoEscapeAnalysis 未开启锁消除 234毫秒 //-XX:+DoEscapeAnalysis 开启则128毫秒
// long start = System.currentTimeMillis();
// for(int i =0;i<5_000_000;i++){
// escape("a", "b");
// }
// long end = System.currentTimeMillis();
// System.out.println("耗时"+(end-start)+"毫秒");

        //-XX:-DoEscapeAnalysis 313毫秒 -XX:+DoEscapeAnalysis 开启：273毫秒
// long start = System.currentTimeMillis();
// for(int i =0;i<5_000_000;i++){
// new ThreadEscape().noEscape("a", "b");
// }
// long end = System.currentTimeMillis();
// System.out.println("耗时"+(end-start)+"毫秒");

        //-XX:-DoEscapeAnalysis 关闭:53毫秒 -XX:+DoEscapeAnalysis 开启:43毫秒
// long start = System.currentTimeMillis();
// for(int i =0;i<5_000_000;i++){
// new ThreadEscape().setSum(i);
// }
// long end = System.currentTimeMillis();
// System.out.println("耗时"+(end-start)+"毫秒");

        //-XX:-DoEscapeAnalysis 关闭:145毫秒 -XX:+DoEscapeAnalysis 开启:8毫秒
// long start = System.currentTimeMillis();
// for(int i =0;i<5_000_000;i++){
// new ThreadEscape().newLockNoEscape();
// }
// long end = System.currentTimeMillis();
// System.out.println("耗时"+(end-start)+"毫秒");

        long start = System.currentTimeMillis();
        for(int i=0;i<5000000;i++){
            newObject();
        }
// for(int i =0;i<5000000;i++){
// newObject2();
// }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("耗时"+(end-start)+"毫秒");
        Thread.sleep(100000);
    }


    /**
     *
     * 功能描述: 全局变量赋值发生逃逸
     *
     * @param:
     * @return:
     * @auther: csh
     * @date: 2021/4/21 14:23
     */
    public void setSum(Integer number){
        sum = number;
    }

    /**
     *
     * 功能描述: 线程逃逸，因为该StringBuffer 会将结果返回，可能被其他地方所引用
     *
     * @param:
     * @return:
     * @auther: csh
     * @date: 2021/4/21 11:03
     */
    public static StringBuffer escape(String s1, String s2){
        StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();
        stringBuffer.append(s1);
        stringBuffer.append(s2);
        return stringBuffer;
    }

    /**
     *
     * 功能描述: 未发生逃逸
     *
     * @param:
     * @return:
     * @auther: csh
     * @date: 2021/4/21 11:05
     */
    public  void noEscape(String s1,String s2){
        StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();
        stringBuffer.append(s1);
        stringBuffer.append(s2);
    }

    /**
     *
     * 功能描述: 创建线程可见，但对象无法逃逸
     *
     * @param:
     * @return:
     * @auther: csh
     * @date: 2021/4/21 14:30
     */
    public void newLockNoEscape(){
        //创建线程可见，但对象无逃逸
        synchronized (new Object()){

        }
        //创建线程可见，但对象无逃逸
        Object noEscape = new Object();
    }

    /**
     *
     * 功能描述: 方法逃逸
     *
     * @param:
     * @return:
     * @auther: csh
     * @date: 2021/4/22 11:55
     */
    public static Object newObject(){
        return new Object();
    }

    /**
     *
     * 功能描述: 没有逃逸
     *
     * @param:
     * @return:
     * @auther: csh
     * @date: 2021/4/22 11:55
     */
    public static void newObject2(){
        new Object();
    }


}

测试如下：

-XX:-DoEscapeAnalysis -XX:+PrintGC

long start = System.currentTimeMillis();
        for(int i=0;i<5000000;i++){
            newObject();
        }
// for(int i =0;i<5000000;i++){
// newObject2();
// }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("耗时"+(end-start)+"毫秒");
        Thread.sleep(100000);

结果：39毫秒，一次gc 并且有一百多万的垃圾回收。

[GC (Allocation Failure)  65536K->880K(251392K), 0.0013300 secs]
耗时39毫秒

-XX:+DoEscapeAnalysis -XX:+PrintGC

long start = System.currentTimeMillis();
        for(int i=0;i<5000000;i++){
            newObject();
        }
// for(int i =0;i<5000000;i++){
// newObject2();
// }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("耗时"+(end-start)+"毫秒");
        Thread.sleep(100000);

结果：只有4毫秒，没有gc，提高了快10倍效率，并且堆中只有十几万。逃逸了