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詳解jvm中的標(biāo)量替換

更新時(shí)間：2020年09月29日 14:36:56 作者：TomCoding

這篇文章主要介紹了詳解jvm中的標(biāo)量替換，幫助大家更好的理解和使用Java虛擬機(jī)，感興趣的朋友可以了解下

概述

通常在java中創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象，大家都認(rèn)為是在堆中創(chuàng)建。在jdk6開(kāi)始有逃逸分析，標(biāo)量替換等技術(shù)，關(guān)于在堆中創(chuàng)建對(duì)象不再絕對(duì)。

關(guān)于標(biāo)量替換，通過(guò)以下幾點(diǎn)進(jìn)行概述：

逃逸分析
標(biāo)量替換是什么
測(cè)試標(biāo)量替換

逃逸分析

逃逸分析是一種分析技術(shù)，分析對(duì)象的動(dòng)態(tài)作用域，供其他優(yōu)化措施提供依據(jù)。比如分析一個(gè)對(duì)象不會(huì)逃逸到方法之外或線程之外，其它優(yōu)化措施（棧上分配，標(biāo)量替換等）根據(jù)逃逸程度進(jìn)行優(yōu)化。

逃逸分析示例

public class EscapeAnalysis {
  public Person p;
  /**
   * 發(fā)生逃逸，對(duì)象被返回到方法作用域以外，被方法外部，線程外部都可以訪問(wèn)
   */
  public void escape(){
    p = new Person(26, "TomCoding escape");
  }

  /**
   * 不會(huì)逃逸，對(duì)象在方法內(nèi)部
   */
  public String noEscape(){
    Person person = new Person(26, "TomCoding noEscape");
    return person.name;
  }
}

static class Person {
  public int age;
  public String name;
  
  ... // 省略構(gòu)造方法
}

標(biāo)量替換是什么

標(biāo)量可以理解成一種不可分解的變量，如java內(nèi)部的基本數(shù)據(jù)類型、引用類型等。與之對(duì)應(yīng)的聚合量是可以被拆解的，如對(duì)象。
當(dāng)通過(guò)逃逸分析一個(gè)對(duì)象只會(huì)作用于方法內(nèi)部，虛擬機(jī)可以通過(guò)使用標(biāo)量替換來(lái)進(jìn)行優(yōu)化。
比如上述noEscape()方法中person對(duì)象只會(huì)在方法內(nèi)部，通過(guò)標(biāo)量替換技術(shù)得到如下偽碼：

/**
 * 不會(huì)逃逸，對(duì)象在方法內(nèi)部
 */
public String noEscape(){
  int age = 26;
  String name = "TomCoding noEscape";
  return name;
}

測(cè)試標(biāo)量替換

接下來(lái)我們通過(guò)對(duì)noEscape()方法進(jìn)行測(cè)試，主要測(cè)試兩種場(chǎng)景：

不使用標(biāo)量替換
使用標(biāo)量替換

以下測(cè)試是在jdk8中運(yùn)行（注jdk8默認(rèn)是開(kāi)啟逃逸分析，標(biāo)量替換技術(shù)的）

測(cè)試代碼如下：

void testEliminateAllocationsWithNoEscape() {
  int n = 100000000;
  long start = System.currentTimeMillis();
  EscapeAnalysis escapeAnalysis = new EscapeAnalysis();
  for (int i = 0; i < n; i++) {
    // noEscape()不會(huì)發(fā)生逃逸
    escapeAnalysis.noEscape();
  }
  System.out.println("耗時(shí)：" + (System.currentTimeMillis() - start));
}

不使用標(biāo)量替換

將jvm參數(shù)設(shè)置如下：

-Xms5m 最小堆內(nèi)存5M
-Xmx5m 最大堆內(nèi)存5M
-XX:+PrintGC  打印gc日志
-XX:-EliminateAllocations 關(guān)閉標(biāo)量替換優(yōu)化

運(yùn)行后在我本機(jī)的耗時(shí)：3006毫秒，gc發(fā)生2000多次。

使用標(biāo)量替換

將jvm參數(shù)設(shè)置如下：

-Xms5m 最小堆內(nèi)存5M
-Xmx5m 最大堆內(nèi)存5M
-XX:+PrintGC  打印gc日志
-XX:+EliminateAllocations 關(guān)閉標(biāo)量替換優(yōu)化

運(yùn)行后在我本機(jī)的耗時(shí)：20毫秒，gc發(fā)生6次。

再來(lái)看看發(fā)生逃逸的對(duì)象使用標(biāo)量替換效果

測(cè)試代碼如下：

void testEliminateAllocationsWithEscape() {
  int n = 100000000;
  long start = System.currentTimeMillis();
  EscapeAnalysis escapeAnalysis = new EscapeAnalysis();
  for (int i = 0; i < n; i++) {
    // escape()發(fā)生逃逸
    escapeAnalysis.escape();
  }
  System.out.println("耗時(shí)：" + (System.currentTimeMillis() - start));
}

將jvm參數(shù)設(shè)置如下：

-Xms5m 最小堆內(nèi)存5M
-Xmx5m 最大堆內(nèi)存5M
-XX:+PrintGC  打印gc日志
-XX:+EliminateAllocations 關(guān)閉標(biāo)量替換優(yōu)化

運(yùn)行后在我本機(jī)的耗時(shí)：3705毫秒，gc發(fā)生2000多次。

總結(jié)

可以看到通過(guò)逃逸分析與標(biāo)量替換技術(shù)有效的減少了gc次數(shù)（減少了對(duì)象在堆中創(chuàng)建的數(shù)量）。
實(shí)際編碼過(guò)程中避免對(duì)象逃逸情況是一種理想的情況?？梢孕纬梢环N編碼意識(shí)，盡量去減少對(duì)象逃逸。

思考

標(biāo)量替換只是利用逃逸分析其中的一種優(yōu)化措施，還有其它優(yōu)化措施嗎？

以上就是詳解jvm中的標(biāo)量替換的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于jvm 標(biāo)量替換的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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