JVM中逃逸分析和标量替换和栈上分配和同步消除

最近也是疫情严重，呆在家里把JVM虚拟机内容慢慢又过一遍，把一些内容再做个总结加深下自己印象。

逃逸分析：

逃逸分析其实就是分析一个方法中创建出来的‘对象’的作用域是否限制于本方法内。单例模式就是一个典型的逃逸分析。

翻译：假设你正在跑步机跑步（这是一个running方法），这时候饿了（有需要），让妈妈给你拿一碟小番茄（在另外一个方法里 new 小番茄 = 小番茄() ）；你把一碟都拿走了，这就是逃逸分析。意思就是妈妈创建出来的小番茄对象必须整个对象给你，所以new出来的那个对象就逃逸出了妈妈方法的控制。

上代码：

可以看出main类里面有个getDemo方法，里面创建并且返回了一个Main类型的demo对象，然后main方法接受到了main类型的demo对象，这就是逃逸了。
那怎么样才算不发生逃逸呢？先来看两个概念。

标量和聚合量：

标量就是不能再被分解的量。（例如八大基本类型 byte , short , int ,long ,char , float ,double , boolean ）.
聚合量就是还能继续被分解的量，例如对象能被分解成一个个基本类型数据。
还是上面那个例子，Main类型的demo对象是聚合量，int name 和 int age 就是标量；

那么，怎么样才算是不发生逃逸呢？

标量替换：

有时候我们返回一个对象，其实也只是想用对象里面的某个属性而已，所以这时候我们可以写成：

这个就是标量替换，方法不直接返回对象类型，而是返回一个基本类型，也就是标量，那么new出来的对象的作用域就还是在getDemo方法里面，不会跑到main方法去。

震惊？！不是所有的对象都在堆上分配内存空间

栈上分配：

只有发生了逃逸的对象，才会在堆上分配内存，JIT即使编译技术优化中加入了逃逸分析，就是专门分析对象是否发生逃逸的，如果发现对象的作用域仅限于本方法内，也就是外部没有任何引用，那么就让对象在栈帧执行到该方法时在栈上分配内存。随着方法执行完毕，返回一个标量基本数据类型后，栈帧弹出栈，所有分配的内存回收，当然也包括那个对象的内存，所以这效率肯定比GC不知道啥时候才来打扫卫生要高得多。

同步消除：

这里消除的其实是对象的同步锁，堆被线程共享，那么堆上面的对象也会被线程共享，大家一起读写，会出现同步的并发问题，在另外一篇的博客说的买票就是这么回事，所以对象也加了synchronized同步锁。但是栈是线程独享的，如果进行栈上分配，那么就根本不需要同步锁，提高了执行效率。这就是同步消除。

做逃逸分析有什么好处：

经过上面的总结可以发现：
（1）消除了同步锁，提高了运行速度。
（2）减轻了垃圾收集子系统GC的负担，标量替换使得减少了对象回收的一串漫长流程。
（3）提高了内存利用率，栈上分配可以更好管理内存使用和回收。

震惊？！这么多好处！JDK中逃逸分析居然还不成熟？！

这个概念书上说1999年就提出来了，是非常好的一个想法，但是直到现在也还不成熟，因为代码编写的原因，没有严格限制返回类型，图方便我也会整个对象返回。又因为整个逃逸分析流程较长（整套逃逸分析，标量替换，栈上分配，同步消除，整套大宝剑做下来也很耗费性能资源）。结果就造成整套分析下来全部对象还要乖乖在堆上分配内存。速度更慢了。
但是这是即使编译技术JIT的非常好的一个模式，相信将来会有更大的发展空间