JVM调优之逃逸分析

逃逸分析(Escapse Analysis)是目前虚拟机中比较前沿的优化技术。之所以称为优化技术，他并不是一种直接优化代码的手段，而是穿插与其他优化技术之中，为其他优化技术提供分析技术。

1.概述

在讨论逃逸分析之前，我们先举一个生活中的例子——交通肇事逃逸。说道这个词，大家就熟悉多了，机动车驾驶员在发生交通事故的同时，擅自逃离事故现场，使交通事故所引起的民事、刑事、行政责任无法确定，其目的在于推卸、逃脱责任的行为。也就是说，逃逸就是擅自离开规定的范围。而对于Java对象的逃逸分析也是一样，他主要分析对象动态的作用域(这个作用域一般指的是方法体内的作用域)。按照我们正常的思维，一个对象在一个方法总被创建，那么当方法消亡，他也会随着一起消亡。然而，作为一个有经验的开发人员可知，当对象的引用通过调用参数或者返回参数这条途径，会成功逃出方法体本身，进而被其他方法变量引用，这样就成功的逃离了作案现场，我们称之为方法逃逸。甚至还有可能被外部线程访问到，我们最常见的就是静态变量(类变量)赋值，我们称之为线程逃逸。

大家想一下，如果一个方法内的对象没有发生逃逸，我们可不可以在方法被销毁的时候直接把对象销毁掉，这样变可以大大减轻垃圾收集器的压力，缩短了“stop the world”,进而提高的性能，增强了用户体验。

2.优化方式

2.1 栈上分配(Stack Allocation)

在Java虚拟机中，对象是创建在Java堆中，这是每一位有经验Java开发人员在熟悉不过的常识。Java堆中的对象是对于各个线程都是共享和可见的，主要持有这个对象的引用，就可以轻松访问存储在对象的数据。虚拟机的垃圾收集器也可以回收不再使用的对象，但是回收动作无论是筛选可回收对象，还是回收和整理内存都需要消耗时间和性能。如果确定一个对象不会逃逸出方法之外，那让这个对象在栈上分配内存将是一个大胆而又很不错的注意。大家都知道，JVM虚拟机中80-90%的对象都是朝生夕死的，如果对象所占用的内存空间随着栈帧出栈而销毁，那垃圾收集器的压力就会大大减小。

2.2 同步消除(Synchronization Elimination)

对于多线程的应用而言，我们通过同步代码块实现线程的安全。然而线程同步代码块也是一个相当耗费性能的过程。如果通过逃逸分析确定这个对象不会逃逸出线程，即无法被其他线程访问，那么这个变量的读写肯定就不会有竞争，这样,我们就可以大胆的把同步线程代码块消除。

2.3 标量替换(Scalar Replacement)

如果我问一下什么是对象，大家一定会想到封装继承多态。然而大家想过没有，所谓的对象，也可以理解成最终由一个或多个原始数据类型(int,long等)组成。这里的对象可以认为是聚合量，原始数据类型就是所谓的标量。如果逃逸分析证明一个对象不会被外部访问，并且这个对象呗拆散的话，那程序真正执行的时候将可能不创建这个对象，而改为直接创建他的若干个呗这个方法使用到的成员变量带代替。将对象拆分后，除了可以让对象的成员变量在栈上分配和读写之外，还可以为后续进一步的优化手段创建条件。