JVM内存增强之逃逸分析

JVM内存增强之逃逸分析是指在Java应用程序启动时，JVM在运行过程中动态的分析程序的对象生命周期，将对象的使用范围限制在方法内部，从而达到减少对象在堆上的分配、减少GC（垃圾回收）压力、提高应用程序的性能等目的的一种技术手段。

下面是JVM内存增强之逃逸分析的完整攻略：

1. 什么是逃逸分析？

逃逸分析是一种程序优化技术，它对程序中的对象进行分析，识别出哪些对象在方法中被使用，哪些对象可能在方法返回时逃逸，并进一步决定在哪些位置分配对象。逃逸分析将对程序的性能起到一定的作用。

2. 逃逸分析的优点

JVM在进行逃逸分析时，可以确定程序中每个变量的作用范围。当被声明的变量只被单个线程使用时，它就是线程本地变量，可以通过“栈上分配”（Stack Allocation）分配内存，从而避免在堆（Heap）上分配内存带来的性能损失。

3. 逃逸分析在JVM中的实现

JVM在进行逃逸分析时，会在编译过程中生成图（Control Flow Graph, CFG）分析代码的依赖关系。如果一个对象只被方法内部使用，那么它就是一个局部变量，可以在栈上分配内存。如果一个对象被传递到方法外或是在方法外引用，那么它就是逃逸的。

其中，逃逸分析包括以下两种方式：

3.1. 栈上分配

对于那些不会逃逸出方法或者线程的对象，可以进行“栈上分配”，将对象分配在线程栈上。线程栈是每个线程都有的内存结构，它的存储和回收方式比堆内存要高效。如果对象被线程栈声明的变量所引用，那么它就是线程本地变量，它的生命周期和线程在同一时间范围内。这样做可以有效减少堆内存分配的次数，降低垃圾回收的负荷。

下面是示例代码：

public void test() {
    List<Integer> list = new ArrayList<>();
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        list.add(i);
    }
    list.clear();
}

在这段代码中，list是一个局部变量，它只在方法内部使用，所以它可以在栈上分配内存。

3.2. 标量替换

对象在内存中被表示为一块连续的内存空间，这个内存空间包括对象头和实例数据两部分。有时候，对象的实例数据可以拆分成更小的单元，比如，一个对象包括了两个字段，分别是int型和short型。对于这种情况，JVM可以通过“标量替换”（Scalar Replacement）将对象拆成多个“标量”，从而提高内存分配的效率。

下面是示例代码：

public class Person {
    private int age;
    private String name;

    // getter、setter 省略
}

public void test() {
    Person p = new Person();
    p.setName("Tom");
    p.setAge(20);
}

这段代码创建了一个Person对象，并为其赋值，Person对象包含一个int型和一个String型，如果将一个Person对象分配到堆上，那么需要创建对象头和实例数据两个内存空间，增加“标量替换”后，就不需要创建对象了，只需要在栈上创建局部变量p，并在堆上分别为p对象的两个字段分配内存即可。

4. 总结

逃逸分析是一种高效的内存分配技术，它可以将对象的生命周期限制在方法内部或线程内部，从而避免在堆上分配内存带来的性能损失。逃逸分析是JVM中的一种优化技术，同样适用于其他编译器和运行环境。