Java中的逃逸问题心得

在Java中，对象的生命周期是由GC负责控制的，当对象不再被程序引用时，GC会将其回收，释放内存。但是，Java中还存在一个逃逸问题，当对象被其他不相关的对象引用时，该对象的生命周期就会扩展，造成不必要的内存开销，降低程序的性能。

什么是逃逸分析？

在了解逃逸问题之前，我们需要先了解逃逸分析。逃逸分析是一种指令流分析技术，其主要目的是分析出对象的作用域是否可被限定在方法内部，即不会被外部引用。如果对象可以被限定在方法内部，则可以直接在栈上为其分配内存，不必在堆上进行分配，从而提高程序的性能。

什么是逃逸问题？

逃逸问题就是当对象在方法内部被创建，但是被作为返回值返回或者被作为参数传递给其他方法，并在其他方法中被引用，这样就超出了原本的作用域，对象的生命周期就会被扩展，从而造成内存泄漏或者程序效率低下的问题。

如何解决逃逸问题？

在代码的编写过程中，应该尽量避免逃逸问题的出现，可以采用以下几种方式：

1. 将对象的作用域限制在方法内部，不要将其作为返回值或者方法参数传递给其他方法。

2. 使用局部变量代替成员变量，因为成员变量的作用域更广，容易被其他对象引用。

3. 尽量减少不必要的对象创建，特别是在循环内部创建对象时要特别注意，避免重复的创建和销毁对象，浪费内存和时间。

示例说明

示例一

public class Test {
  public String createString(String s1, String s2) {
    return s1 + s2;
  }
}

在这个示例中，createString方法会创建一个新的String对象，该对象的生命周期没有被限定在该方法内部，因为它会被作为返回值返回给调用者。如果该方法被频繁调用，会重复创建大量的String对象，造成内存开销和程序效率下降。

改进方法：

public class Test {
  public void printString(String s1, String s2) {
    System.out.println(s1 + s2);
  }
}

将createString方法改为printString方法，不返回任何值，而是将结果直接打印出来，避免了创建不必要的String对象。

示例二

public class Order {
  private List<GoodsItem> items = new ArrayList<>();

  public void addItem(GoodsItem item) {
    items.add(item);
  }

  public List<GoodsItem> getItems() {
    return items;
  }
}

public class GoodsItem {
  private String name;
  private BigDecimal price;

  public GoodsItem(String name, BigDecimal price) {
    this.name = name;
    this.price = price;
  }

  public String getName() {
    return name;
  }

  public BigDecimal getPrice() {
    return price;
  }
}

public class OrderService {
  public BigDecimal getOrderTotalPrice(Order order) {
    BigDecimal totalPrice = BigDecimal.ZERO;
    List<GoodsItem> items = order.getItems();
    for (GoodsItem item : items) {
      totalPrice = totalPrice.add(item.getPrice());
    }
    return totalPrice;
  }
}

在这个示例中，Order类中的items列表被作为参数传递给OrderService类中的getOrderTotalPrice方法，被其引用。如果该方法被频繁调用，会造成大量的内存开销，因为items列表的生命周期会被扩展。

改进方法：

public class Order {
  private List<GoodsItem> items = new ArrayList<>();

  public void addItem(GoodsItem item) {
    items.add(item);
  }

  public void forEachItem(Consumer<GoodsItem> consumer) {
    for (GoodsItem item : items) {
      consumer.accept(item);
    }
  }
}

public class OrderService {
  public BigDecimal getOrderTotalPrice(Order order) {
    BigDecimal totalPrice = BigDecimal.ZERO;
    order.forEachItem(item -> {
      totalPrice = totalPrice.add(item.getPrice());
    });
    return totalPrice;
  }
}

将Order类中的getItems方法改为forEachItem方法，该方法接受一个Consumer函数式接口作为参数，在方法内部遍历items列表，并将每个元素传递给该接口的accept方法。在OrderService类中调用forEachItem方法，将匿名函数作为参数传递给该方法，从而避免了逃逸问题的出现。