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JAVA逃逸分析、棧上分配、標量替換、同步消除

通過-XX:-DoEscapeAnalysis關閉逃逸分析

測試逃逸分析後堆記憶體對比:

    private  int count = 1000000;
     
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, IOException {
        EscapeAnalysis escapeAnalysis = new EscapeAnalysis();
        for (int i = 0; i < escapeAnalysis.count ; i++) {
            escapeAnalysis.getAge();
        }
        Thread.sleep(500
); for (int i = 0; i < escapeAnalysis.count ; i++) { escapeAnalysis.getAge(); } System.in.read(); } public int getAge(){ Person person = new Person("小明",18,28.1); return person.getAge(); } class Person { private
String name; private int age; private double weight; public Person(String name, int age, double weight) { super(); this.name = name; this.age = age; this.weight = weight; } public String getName
()
{ return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } public double getWeight() { return weight; } public void setWeight(double weight) { this.weight = weight; } }

1.通過jps檢視Class的Main程序的PID:

  • 關閉逃逸分析的資料
C:\Users\li>jps
13216
16592 EscapeAnalysis
5640
17308
17916 Jps
9308 RemoteMavenServer
  • 啟用逃逸分析的資料,在JDK1.8是預設開啟逃逸分析
C:\Users\li>jps
13216
13412 Jps
5640
17308
6460 EscapeAnalysis
7100 EscapeAnalysis
9308 RemoteMavenServer

2.通過jmap -histo [pid]檢視java堆上的物件分佈情況:

  • 關閉逃逸分析的資料
C:\Users\li>jmap -histo 16592

 num     #instances         #bytes  class name
----------------------------------------------
   1:        980000       31360000  test.EscapeAnalysis$Person
   2:           154         785000  [I
   3:          2158         288504  [C
   4:           489          55832  java.lang.Class
   5:          2017          48408  java.lang.String
   6:           839          33560  java.util.TreeMap$Entry
  • 啟用逃逸分析的資料
C:\Users\li>jmap -histo 7100

 num     #instances         #bytes  class name
----------------------------------------------
   1:        229881        7356192  test.EscapeAnalysis$Person
   2:           446         756944  [I
   3:          3105         442024  [C
   4:          2408          57792  java.lang.String

通過上面資料可以看出沒有開啟逃逸分析時,Person在堆的記憶體是31360000 ,而開啟逃逸分析時,Person在堆中的記憶體為7356192。 兩者之間相差24003808。證明了啟用了逃逸分析,可以減少堆記憶體的使用和減少GC。

三、標量替換

1.標量和聚合量

標量即不可被進一步分解的量,而JAVA的基本資料型別就是標量(如:int,long等基本資料型別以及reference型別等),標量的對立就是可以被進一步分解的量,而這種量稱之為聚合量。而在JAVA中物件就是可以被進一步分解的聚合量。

2.替換過程

通過逃逸分析確定該物件不會被外部訪問,並且物件可以被進一步分解時,JVM不會建立該物件,而會將該物件成員變數分解若干個被這個方法使用的成員變數所代替。這些代替的成員變數在棧幀或暫存器上分配空間。

通過-XX:+EliminateAllocations可以開啟標量替換, -XX:+PrintEliminateAllocations檢視標量替換情況(Server VM 非Product版本支援)

四、同步消除

同步消除是java虛擬機器提供的一種優化技術。通過逃逸分析,可以確定一個物件是否會被其他執行緒進行訪問。

如果你定義的類的方法上有同步鎖,但在執行時,卻只有一個執行緒在訪問,此時逃逸分析後的機器碼,會去掉同步鎖執行,這就是沒有出現執行緒逃逸的情況。那該物件的讀寫就不會存在資源的競爭,不存在資源的競爭,則可以消除對該物件的同步鎖。

通過-XX:+EliminateLocks可以開啟同步消除,進行測試執行的效率

     public String createString(String ... values){
         StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer(); 
         for (String string : values) {
             stringBuffer.append(string+" ");
        }
         return stringBuffer.toString();
     }   
    public static void main(String[] args) {
        long start = System.currentTimeMillis();
        EscapeAnalysis escapeAnalysis = new EscapeAnalysis();
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            escapeAnalysis.createString("Escape", "Hello");
        }
        long bufferCost = System.currentTimeMillis() - start;
        System.out.println("craeteString: " + bufferCost + " ms");
    }
-server -XX:+DoEscapeAnalysis -XX:-EliminateLocks
craeteString: 202 ms

-server -XX:+DoEscapeAnalysis -XX:+EliminateLocks
craeteString: 173 ms

我們可以通過測試結果看出,如果開啟了同步消除,在開啟同步消除的執行效率比沒有開啟同步消除的高。