【性能優化】面試官：Java中的對象和數組都是在堆上分配的嗎？
作者個人研發的在高并發場景下，提供的簡單、穩定、可擴展的延遲消息隊列框架，具有精準的定時任務和延遲隊列處理功能。自開源半年多以來，已成功為十幾家中小型企業提供了精準定時調度方案，經受住了生產環境的考驗。為使更多童鞋受益，現給出開源框架地址：
https://github.com/sunshinelyz/mykit-delay
寫在前面
從開始學習Java的時候，我們就接觸了這樣一種觀點：Java中的對象是在堆上創建的，對象的引用是放在棧里的，那這個觀點就真的是正確的嗎?如果是正確的，那么，面試官為啥會問：“Java中的對象就一定是在堆上分配的嗎?”這個問題呢?看來，我們從接觸Java就被灌輸的這個觀點值得我們懷疑。
關于面試題
標題中的面試題為：Java中的對象和數組都是在堆上分配的嗎?
面試官這樣問，有些小伙伴心里會想：我從一開始學習Java時，就知道了：Java中的對象是在堆上創建的，對象的引用是存儲到棧中的，那Java中的對象和數組肯定是在堆上分配的啊!難道不是嗎?
如果你這樣回答，就會被直接Pass掉。
或許有些小伙伴還是不太明白，那我們繼續往下看。
面試題答案
首先，我們先給出這個題目的答案，這里我先簡短的回答下這個面試題，后續我們會進行相關分析。
你可以這樣回答：Java中的對象不一定是在堆上分配的，因為JVM通過逃逸分析，能夠分析出一個新對象的使用范圍，并以此確定是否要將這個對象分配到堆上。如果JVM發現某些對象沒有逃逸出方法，就很有可能被優化成在棧上分配。
這里，我們接觸了一個新名詞：逃逸分析。相信很多小伙伴不是很明白，那我們繼續往下看。
逃逸分析
逃逸分析的概念
先以官方的形式來說下什么是逃逸分析。逃逸分析就是：一種確定指針動態范圍的靜態分析，它可以分析在程序的哪些地方可以訪問到指針。
在JVM的即時編譯語境下，逃逸分析將判斷新建的對象是否逃逸。即時編譯判斷對象是否逃逸的依據：一種是對象是否被存入堆中(靜態字段或者堆中對象的實例字段)，另一種就是對象是否被傳入未知代碼。
直接說這些概念，確實有點暈啊，那我們就來兩個示例。
對象逃逸示例
一種典型的對象逃逸就是：對象被復制給成員變量或者靜態變量，可能被外部使用，此時變量就發生了逃逸。
我們可以用下面的代碼來表示這個現象。
- /**
- * @author binghe
- * @description 對象逃逸示例1
- */
- public class ObjectEscape{
- private User user;
- public void init(){
- user = new User();
- }
- }
在ObjectEscape類中，存在一個成員變量user，我們在init()方法中，創建了一個User類的對象，并將其賦值給成員變量user。此時，對象被復制給了成員變量，可能被外部使用，此時的變量就發生了逃逸。
另一種典型的場景就是：對象通過return語句返回。如果對象通過return語句返回了，此時的程序并不能確定這個對象后續會不會被使用，外部的線程可以訪問到這個變量，此時對象也發生了逃逸。
我們可以用下面的代碼來表示這個現象。
- /**
- * @author binghe
- * @description 對象逃逸示例2
- */
- public class ObjectReturn{
- public User createUser(){
- User user = new User();
- return user;
- }
- }
給出兩個示例，相信小伙伴們對JVM的逃逸分析多少有點了解了吧，沒錯，JVM通過逃逸分析，能夠分析出新對象的使用范圍，從而決定新對象是否要在堆上進行分配。
還沒完，我們繼續看下逃逸分析的優點，以便于小伙伴們能夠更好的理解逃逸分析。
逃逸分析的優點
逃逸分析的優點總體上來說可以分為三個：對象可能分配在棧上、分離對象或標量替換、消除同步鎖。我們可以使用下圖來表示。
對象可能分配在棧上
JVM通過逃逸分析，分析出新對象的使用范圍，就可能將對象在棧上進行分配。棧分配可以快速地在棧幀上創建和銷毀對象，不用再將對象分配到堆空間，可以有效地減少 JVM 垃圾回收的壓力。
分離對象或標量替換
當JVM通過逃逸分析，確定要將對象分配到棧上時，即時編譯可以將對象打散，將對象替換為一個個很小的局部變量，我們將這個打散的過程叫做標量替換。將對象替換為一個個局部變量后，就可以非常方便的在棧上進行分配了。
同步鎖消除
如果JVM通過逃逸分析，發現一個對象只能從一個線程被訪問到，則訪問這個對象時，可以不加同步鎖。如果程序中使用了synchronized鎖，則JVM會將synchronized鎖消除。
這里，需要注意的是：這種情況針對的是synchronized鎖，而對于Lock鎖，則JVM并不能消除。
要開啟同步消除，需要加上 -XX:+EliminateLocks 參數。因為這個參數依賴逃逸分析，所以同時要打開 -XX:+DoEscapeAnalysis 選項。
所以，并不是所有的對象和數組，都是在堆上進行分配的，由于即時編譯的存在，如果JVM發現某些對象沒有逃逸出方法，就很有可能被優化成在棧上分配。
本文轉載自微信公眾號「冰河技術」，可以通過以下二維碼關注。轉載本文請聯系冰河技術公眾號。
