详解jvm中的标量替换

详解jvm中的标量替换

概述

通常在java中创建一个对象，大家都认为是在堆中创建。 在jdk6开始有逃逸分析，标量替换等技术，关于在堆中创建对象不再绝对。

关于标量替换，通过以下几点进行概述：

逃逸分析

标量替换是什么

测试标量替换

逃逸分析

逃逸分析是一种分析技术，分析对象的动态作用域，供其他优化措施提供依据。比如分析一个对象不会逃逸到方法之外或线程之外，其它优化措施（栈上分配，标量替换等）根据逃逸程度进行优化。

逃逸分析示例

public class EscapeAnalysis {

public Person p;

/**

* 发生逃逸，对象被返回到方法作用域以外，被方法外部，线程外部都可以访问

*/

public void escape(){

p = new Person(26, "TomCoding escape");

}

/**

* 不会逃逸，对象在方法内部

*/

public String noEscape(){

Person person = new Person(26, "TomCoding noEscape");

return person.name;

}

}

static class Person {

public int age;

public String name;

... // 省略构造方法

}

标量替换是什么

标量可以理解成一种不可分解的变量，如java内部的基本数据类型、引用类型等。 与之对应的聚合量是可以被拆解的，如对象。

当通过逃逸分析一个对象只会作用于方法内部，虚拟机可以通过使用标量替换来进行优化。

比如上述noEscape()方法中person对象只会在方法内部，通过标量替换技术得到如下伪码：

/**

* 不会逃逸，对象在方法内部

*/

public String noEscape(){

int age = 26;

String name = "TomCoding noEscape";

return name;

}

测试标量替换

接下来我们通过对noEscape()方法进行测试，主要测试两种场景：

不使用标量替换

使用标量替换

以下测试是在jdk8中运行（注jdk8默认是开启逃逸分析，标量替换技术的）

测试代码如下：

void testEliminateAllocationsWithNoEscape() {

int n = 100000000;

long start = System.currentTimeMillis();

EscapeAnalysis escapeAnalysis = new EscapeAnalysis();

for (int i = 0; i < n; i++) {

// noEscape()不会发生逃逸

escapeAnalysis.noEscape();

}

System.out.println("耗时：" + (System.currentTimeMillis() - start));

}

不使用标量替换

将jvm参数设置如下：

-Xms5m 最小堆内存5M

-Xmx5m 最大堆内存5M

-XX:+PrintGC 打印gc日志

-XX:-EliminateAllocations 关闭标量http://替换优化

运行后在我本机的耗时：3006毫秒，gc发生2000多次。

使用标量替换

将jvm参数设置如下：

-Xms5m 最小堆内存5M

-Xmx5m 最大堆内存5M

-XX:+PrintGC 打印gc日志

-XX:+EliminateAllocations 关闭标量替换优化

运行后在我本机的耗时：20毫秒，gc发生6次。

再来看看发生逃逸的对象使用标量替换效果

测试代码如下：

void testEliminateAllocationsWithEscape() {

int n = 100000000;

long start = System.currentTimeMillis();

EscapeAnalysis escapeAnalysis = new EscapeAnalysis();

for (int i = 0; i < n; i++) {

// escape()发生逃逸

escapeAnalysis.escape();

}

System.out.println("耗时：" + (System.currentTimeMillis() - start));

}

将jvm参数设置如下：

-Xms5m 最小堆内存5M

-Xmx5m 最大堆内存5M

-XX:+PrintGC 打印gc日志

-XX:+EliminateAllocations 关闭标量替换优化

运行后在我本机的耗时：3705毫http://秒，gc发生2000多次。

总结

可以看到通过逃逸分析与标量替换技术有效的减少了gc次数（减少了对象在堆中创建的数量）。

实际编码过程中避免对象逃逸情况是一种理想的情况。可以形成一种编码意识，尽量去减少对象逃逸。

思考

标量替换只是利用逃逸分析其中的一种优化措施， 还有其它优化措施吗？

以上就是详解jvm中的标量替换的详细内容，更多关于jvm 标量替换的资料请关注我们其它相关文章！

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