什么是逃逸分析

所謂逃逸，包括方法逃逸和線程逃逸，線程逃逸的逃逸程度高于方法逃逸（線程逃逸 > 方法逃逸）：

當(dāng)一個(gè)對(duì)象在方法里面被定義后，它如果被外部方法所引用（例如作為調(diào)用參數(shù)傳遞到其他方法中），這種稱為方法逃逸；

可能被外部其他線程訪問到，譬如賦值給可以在其他線程中訪問的實(shí)例變量，這種稱為線程逃逸；

this 引用逃逸就是一種線程逃逸：在構(gòu)造器構(gòu)造還未徹底完成前（即實(shí)例初始化階段還未完成），將自身 this 引用向外拋出并被其他線程復(fù)制（訪問）了該引用，那么其他線程就可能會(huì)訪問到該還未被初始化的變量。

舉個(gè)例子：

public class FinalReferenceEscapeTest {    
 final int i;    
 static FinalReferenceEscapeTest obj;    
 public FinalReferenceEscapeTest () {        
  i = 1;                   // 1. 寫 final 域
  obj = this;              // 2. this 引用在此 "逸出"
 } 

// 線程 A
 public static void writer() { 
  new FinalReferenceEscapeExample(); 
 } 

// 線程  B
 public static void reader() { 
  if (obj != null) {      // 3 
   int temp = obj.i;   // 4 
  } 
 }
}

假設(shè)一個(gè)線程 A 執(zhí)行 writer() 方法，另一個(gè)線程 B 執(zhí)行 reader() 方法。這里的操作 2 將自身 this 引用向外拋出，使得 FinalReferenceEscapeTest 對(duì)象還未完成構(gòu)造前就為其他線程可見。

有的同學(xué)可能會(huì)問，這個(gè)操作 2 不是在構(gòu)造函數(shù)的最后一步嗎，它執(zhí)行完構(gòu)造函數(shù)也執(zhí)行完了，對(duì)象不就已經(jīng)完成構(gòu)造了嗎？

But 這里的操作 1 和操作 2 之間可能被重排序。如下圖所示，線程 B 不能正確地讀到 i = 1，而是未初始化的 i = 0：

所以，我們可以得出這樣的結(jié)論：在構(gòu)造函數(shù)返回前，被構(gòu)造對(duì)象的引用不能為其他線程所見，因?yàn)榇藭r(shí)的各個(gè)字段（域）可能還沒有被初始化。

如果虛擬機(jī)能夠確定一個(gè)對(duì)象不會(huì)發(fā)生方法逃逸和線程逃逸，或者逃逸程度比較低（只發(fā)生方法逃逸，不發(fā)生線程逃逸），則（JIT 即時(shí)編譯器）可以為這個(gè)對(duì)象實(shí)例采取不同程度的優(yōu)化，比如鎖消除 Lock Elimination（也稱為 “同步消除 Synchronization Elimination”）、還有 棧上分配（Stack Allocations） 和 標(biāo)量替換（Scalar Replacement）等

棧上分配

棧上分配（Stack Allocations）是 JIT 即時(shí)編譯器的一項(xiàng)優(yōu)化技術(shù)：如果確定一個(gè)對(duì)象不會(huì)逃逸出線程之外（不發(fā)生逃逸或逃逸程度較低 - 方法逃逸），那讓這個(gè)對(duì)象在棧（線程私有）上分配內(nèi)存將會(huì)是一個(gè)很不錯(cuò)的主意，對(duì)象所占用的內(nèi)存空間就可以隨棧幀出棧而銷毀。

在一般應(yīng)用中，完全不會(huì)逃逸的局部對(duì)象和不會(huì)逃逸出線程的對(duì)象所占的比例是很大的，如果能使用棧上分配，那大量的對(duì)象就會(huì)隨著方法的結(jié)束而自動(dòng)銷毀了，垃圾收集子系統(tǒng)的壓力將會(huì)下降很多。

示例代碼：

public class StackAllocationExample {
    private static final int MAX = 10000000;
    
    public static void main(String[] args) {
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < MAX; i++) {
            allocateOnStack();
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("Time taken: " + (end - start) + "ms");
    }
    
    private static void allocateOnStack() {
        Point p = new Point();
        p.x = 1;
        p.y = 2;
    }
    
    private static class Point {
        int x;
        int y;
    }
}

在這個(gè)示例代碼中，我們定義了一個(gè)私有的靜態(tài)內(nèi)部類 Point，它包含兩個(gè) int 類型的成員變量 x 和 y。在 main 方法中，我們循環(huán)調(diào)用 allocateOnStack 方法，該方法內(nèi)部創(chuàng)建一個(gè) Point 對(duì)象并將其成員變量賦值為 1 和 2。由于 allocateOnStack 方法沒有返回 Point 對(duì)象，換言之 Point 對(duì)象是不會(huì)被暴露給其他線程的，即不會(huì)發(fā)生線程逃逸，因此編譯器可以將該對(duì)象分配在棧上而不是堆上。