Java故障诊断与性能优化-栈上分配

正常情况下，Java对象是存储到堆上的，为了优化系统性能，Java虚拟体提供了一种栈上分配的技术，栈上分配的基本思想是：对于那些线程私有的对象（不能被其他线程访问的对象），Java虚拟机将对象打散分配到栈上，而不是分配到堆上。
之所以分配到栈上，是因为在函数调用结束后，可以将对象信息自行销毁，而不需要垃圾回收器介入。
栈上分配技术基础是逃逸分析，逃逸分析的目的是检查对象的作用域是否有可能逃出函数体。

能够逃逸的对象

下面演示一个能够逃逸的对象，因为能够逃逸，所以是无法进行栈上分配的。

public class Test{

    public static class User{
        
        public String name;

        public int age;

        public User(String name,int age){
            this.name=name;
            this.age=age;
        }



    }

    public static User alloc(){
        User user = new User("Test",30);
        user.name = "张三";
        user.age=40;
        return user;
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        User user = new User("Test",30);
        for(int i=0;i<100000000;i++){
            user=    alloc();
        }
        System.out.println(user.age);
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(endTime - startTime);
    }
}

执行

java -server -Xmx20m -Xms20m -XX:+PrintGC Test

可以看到代码发生了大量的GC。

不能逃逸的对象

相同的代码，我们只是设置对象不能逃逸，进行一下改造。

public class Test{

    public static class User{
        
        public String name;

        public int age;

        public User(String name,int age){
            this.name=name;
            this.age=age;
        }



    }

    public static void alloc(){
        User user = new User("Test",30);
        user.name = "张三";
        user.age=40;
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        for(int i=0;i<100000000;i++){
            alloc();
        }
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(endTime - startTime);
    }
}

执行

java -server -Xmx20m -Xms20m -XX:+DoEscapeAnalysis -XX:+PrintGC -XX:-UseTLAB -XX:+EliminateAllocations Test

输出
可以看到并没有任何GC程序就执行完了。

参数说明

第二段启用逃逸分析时，我们参数明显是比第一段多了。
-server:Server模式下，才可以启用逃逸分析。
-XX:+DoEscapeAnalysis: 启用逃逸分析。
-XX:-UseTLAB:TLAB全称是Thread Local Allocation Buffer，也就是线程级别的内存分配，每个线程独享一块内存，主要是针对Eden里的一块小内存，这样线程在分配内存的时候，因为这块小内存是这个线程独享的，因此不会出现锁竞争的问题，默认是开启该功能的，不建议关闭此功能，主要是保证内存分配的高效性
-XX:+EliminateAllocations:开启标量替换（默认开启），运行将对象打散分配到栈上，比如我们上面User对象有id、name两个字段，那么这两个字段将会被视为两个独立的局部变量进行分配。