Java 逃逸分析
Java 逃逸分析
什么是逃逸分析？
关于 Java 逃逸分析的定义：
逃逸分析（Escape Analysis）简单来讲就是，Java Hotspot 虚拟机可以分析新创建对象的使用范围，并决定是否在 Java 堆上分配内存的一项技术。
逃逸分析的 JVM 参数如下：
开启逃逸分析：-XX:+DoEscapeAnalysis
关闭逃逸分析：-XX:-DoEscapeAnalysis
显示分析结果：-XX:+PrintEscapeAnalysis
逃逸分析技术在 Java SE 6u23+ 开始支持，并默认设置为启用状态，可以不用额外加这个参数。
逃逸分析算法
Java Hotspot 编译器实现下面论文中描述的逃逸算法：
[Choi99] Jong-Deok Choi, Manish Gupta, Mauricio Seffano,
Vugranam C. Sreedhar, Sam Midkiff,
“Escape Analysis for Java”, Procedings of ACM SIGPLAN
OOPSLA Conference, November 1, 1999
根据 Jong-Deok Choi, Manish Gupta, Mauricio Seffano,Vugranam C. Sreedhar, Sam Midkiff 等大牛在论文《Escape Analysis for Java》中描述的算法进行逃逸分析的。
该算法引入了连通图，用连通图来构建对象和对象引用之间的可达性关系，并在次基础上，提出一种组合数据流分析法。
由于算法是上下文相关和流敏感的，并且模拟了对象任意层次的嵌套关系，所以分析精度较高，只是运行时间和内存消耗相对较大。
对象逃逸状态
我们了解了 Java 中的逃逸分析技术，再来了解下一个对象的逃逸状态。
1、全局逃逸（GlobalEscape）
即一个对象的作用范围逃出了当前方法或者当前线程，有以下几种场景：
对象是一个静态变量
对象是一个已经发生逃逸的对象
对象作为当前方法的返回值
2、参数逃逸（ArgEscape）
即一个对象被作为方法参数传递或者被参数引用，但在调用过程中不会发生全局逃逸，这个状态是通过被调方法的字节码确定的。
3、没有逃逸
即方法中的对象没有发生逃逸。
逃逸分析优化
针对上面第三点，当一个对象没有逃逸时，可以得到以下几个虚拟机的优化。
- 锁消除
我们知道线程同步锁是非常牺牲性能的，当编译器确定当前对象只有当前线程使用，那么就会移除该对象的同步锁。
例如，StringBuffer 和 Vector 都是用 synchronized 修饰线程安全的，但大部分情况下，它们都只是在当前线程中用到，这样编译器就会优化移除掉这些锁操作。
锁消除的 JVM 参数如下：
开启锁消除：-XX:+EliminateLocks
关闭锁消除：-XX:-EliminateLocks
锁消除在 JDK8 中都是默认开启的，并且锁消除都要建立在逃逸分析的基础上。
- 标量替换
首先要明白标量和聚合量，基础类型和对象的引用可以理解为标量，它们不能被进一步分解。而能被进一步分解的量就是聚合量，比如：对象。
对象是聚合量，它又可以被进一步分解成标量，将其成员变量分解为分散的变量，这就叫做标量替换。
这样，如果一个对象没有发生逃逸，那压根就不用创建它，只会在栈或者寄存器上创建它用到的成员标量，节省了内存空间，也提升了应用程序性能。
标量替换的 JVM 参数如下：
开启标量替换：-XX:+EliminateAllocations
关闭标量替换：-XX:-EliminateAllocations
显示标量替换详情：-XX:+PrintEliminateAllocations
标量替换同样在 JDK8 中都是默认开启的，并且都要建立在逃逸分析的基础上。
- 栈上分配
当对象没有发生逃逸时，该对象就可以通过标量替换分解成成员标量分配在栈内存中，和方法的生命周期一致，随着栈帧出栈时销毁，减少了 GC 压力，提高了应用程序性能。
总结
逃逸分析讲完了，总结了不少时间，我们也应该大概知道逃逸分析是为了优化 JVM 内存和提升程序性能的。
我们知道这点后，在平时开发过程中就要可尽可能的控制变量的作用范围了，变量范围越小越好，让虚拟机尽可能有优化的空间。
简单举一个例子吧，如：
return sb;
可以改为：
return sb.toString();