Java内存对象的逃逸分析

    逃逸分析英文作Escape Analysis。在计算机语言编译器优化原理中，逃逸分析是指分析指针动态范围的方法，它同编译器优化原理的指针分析和外形分析相关联。

    当变量（或者对象）在方法中分配后，其指针有可能被返回或者被全局引用，这样就会被其他过程或者线程所引用，这种现象称作指针（或者引用）的逃逸(Escape)。

    在Java中比如下面的方法：

......

static V global_v;

public void a_method(){

   V v=b_method();

   c_method();

}

public V b_method(){

   V v=new V();

   return v;

}

public void c_method(){

   global_v=new V();

}

    其中b_method方法内部生成的V对象的引用被返回给a_method方法内的变量v，c_method方法内生成的V对象被赋给了全局变量global_v。这两种场景都发生了指针（引用）逃逸。

    逃逸分析研究对于Java编译器有什么好处？我们知道Java对象总是在堆中分配的，因此Java对象的创建和回收对系统的开销是很大的。Java语言被批评的一个地方，也是认为Java性能慢的一个原因就是Java不支持运行时栈分配对象，缺少像C#里面的值对象或者C++里面的struct结构。

    前面一篇文章《Java并发编程-常量对象（七）》就曾讨论过这个问题，这是Swing内存和性能消耗的瓶颈。近几年业界曾进行过激烈讨论，Java 6中是否应该加入栈分配对象。其中有人主张可以通过JIT进行逃逸分析的方式来解决目前的问题，不用在语言级别进行支持，虚拟机支持栈分配机制，由JIT对代码进行内联优化和逃逸分析。

    那么JIT怎么通过逃逸分析进行代码优化呢？分析下面的过程代码：

public void my_method(){

    V v=new V();

    //use v

    ......

    v=null;

}

    在这个方法中创建的局部对象被赋给了v，但是没有返回，没有赋给全局变量等等操作，因此这个对象是没有逃逸的，是可以在运行时栈进行分配和销毁的对象。没有发生逃逸的对象由于生命周期都在一个方法体内，因此它们是可以在运行时栈上分配并销毁。

    这样在JIT编译Java伪代码时，如果能分析出这种代码，那么非逃逸对象其创建和回收就可以在栈上进行，从而能大大提高Java的运行性能。

    另外为什么要在逃逸分析之前进行内联分析呢？这是因为往往有些对象在被调用过程中创建并返回给调用过程，调用过程使用完该对象就销毁了。这种情况下如果将这些方法进行内联，它们就由两个方法体变成一个方法体了，这种原来通过返回传递的对象就变成了方法内的局部对象，就变成了非逃逸对象了，这样这些对象就可以在同一栈上进行分配了。

    据说Java 6的虚拟机已经支持对象的栈分配和逃逸分析机制了，但目前并没有启动。具可靠的消息，Java 7中将启动这一功能。这对Swing来说又是一次大规模提升速度的机会。

    除能将堆分配对象变成栈分配对象，逃逸分析还有其他两个优化应用。一是同步消除。我们知道线程同步的代价是相当高的，同步的后果是降低并发性和性能。逃逸分析可以判断出某个对象是否始终只被一个线程访问，如果只被一个线程访问，那么对该对象的同步操作就可以转化成没有同步保护的操作，这样就能大大提高并发程度和性能。

    二是矢量替代。逃逸分析方法如果发现对象的内存存储结构不需要连续进行的话，就可以将对象的部分甚至全部都保存在CPU寄存器内，这样能大大提高访问速度。

    Java 7将完全支持了栈式分配对象，JIT将支持逃逸分析优化，另外Java 7还将缺省支持OpenGL的加速功能，光这三种平台性能的提升就会给Swing带来又一次性能的革命。

转自:http://blog.sina.com.cn/s/blog_4b6047bc01000avq.html