Java对象一定分配在堆上吗?

简介: 本文探讨了Java对象的内存分配问题,重点介绍了JVM的逃逸分析技术及其优化策略。逃逸分析能判断对象是否会在作用域外被访问,从而决定对象是否需要分配到堆上。文章详细讲解了栈上分配、标量替换和同步消除三种优化策略,并通过示例代码说明了这些技术的应用场景。

1. 引入

首先回答标题中的问题:Java对象一定会被分配到堆上吗?答案是:不一定

Java中创建的对象一般会分配到堆上,当堆空间不足时,就会触发GC进行垃圾回收,但是GC次数太多会影响程序的性能。

在编译期间,编译器会对代码做很多优化,为了减少内存分配压力,JVM提供了一项重要优化技术:逃逸分析。逃逸分析得出的结论为后续优化措施提供依据。

2. 什么是逃逸分析

逃逸分析Escape Analysis):JVM提供的一种优化技术,用于分析对象会不会发生逃逸。

Q:如何理解逃逸?

逃逸可以理解为会不会在作用域范围外被调用。如:一个方法内定义的变量,会不会在这个方法外被使用,如果否,则认为未逃逸;如果是:则认为会发生逃逸,这就是方法逃逸

根据上述的理解,可以分为不同的逃逸方式。对象的逃逸程度从高到低

  • 线程逃逸:一个对象在方法内被定义后,可能被外部线程访问,如:赋值给可以在其他线程中访问的实例变量;
  • 方法逃逸:一个对象在方法内被定义后,可能会被外部方法引用;
  • 不逃逸:仅在作用域范围内使用。

根据逃逸分析的结果来决定优化策略

3. 优化策略

3.1 栈上分配(Stack Allocations

  • 将对象分配到上,对象占用的内存空间可以随着栈帧出栈(即方法的结束)而销毁,这样垃圾收集的压力会下降很多。
  • 整个过程通过判断对象,来决定其是否必须要存在堆上,如果不需要的话,则可以被分配到栈上,栈随着线程的消逝而消逝,这样能够减少了GC的频率,从而提高性能。
  • 栈上分配支持方法逃逸,不支持线程逃逸

【例如】

Java

代码解读

复制代码

public void test(){
    Student s = new Student();
    s.setName("张三");
    s.setAge(22);
    System.out.println(s.getAge());
}

逃逸分析后得出的结论为:不逃逸,对象s只作用于该方法内,不会被其他方法/线程引用,所以该对象可以分配到上。

Java

代码解读

复制代码

public Student test(){
    Student s = new Student();
    s.setName("张三");
    s.setAge(22);
    return s;
}

该方法的返回值为Student对象,逃逸分析后,得出的结论是:对象s可能会被其他方法/线程引用,所以该对象只能分配到上。

3.2 标量替换(Scalar Replacement

Q:什么是标量?

标量可以理解为:不可拆解的数据,如:intlong等数值类型。

与之相对的概念为聚合量(Aggregate:即可以拆解的数据,如:Java中的对象

标量替换就是将Java对象拆散,根据程序访问的情况,将其用到的成员变量恢复到原始类型来访问。

这样做的好处:对象的成员变量在栈上分配和读写;为后续进一步优化创造条件。可以将标量替换看作栈上分配的一种特例,实现更加简单,但对逃逸的要求更高,不允许对象逃逸出方法范围内

【例如】

Java

代码解读

复制代码

//标量替换前的代码
public static void main(String[] args) {
   User user =  new User("张三",33);
   System.out.println("姓名:" + s.getName() + " 年龄:" + s.getAge());
}

// 标量替换后的代码
public static void main(String[] args) {
   String name = "张三";
   int age = 33;
   System.out.println("姓名:" + name + " 年龄:" + age);
}

3.3 同步消除(Synchronization Elimination

线程同步本身是一个相对耗时的过程,如果逃逸分析能够确定一个变量不会逃逸出线程,无法被其他线程访问,那么这个变量的读写肯定就不会有竞争,对这个变量实施的同步措施也就可以安全消除掉。

如果JVM通过逃逸分析,发现一个对象只能从一个线程访问到,访问这个对象时可以不加同步锁,如:如果程序中使用了synchronized锁,JVM会将synchronized锁消除。

4. Java对象内存分配流程


转载来源:https://juejin.cn/post/7376861773839237157

相关文章
|
2月前
|
Java API
Java 对象释放与 finalize 方法
关于 Java 对象释放的疑惑解答,以及 finalize 方法的相关知识。
48 17
|
1月前
|
存储 安全 Java
Java编程中的对象序列化与反序列化
【10月更文挑战第22天】在Java的世界里,对象序列化和反序列化是数据持久化和网络传输的关键技术。本文将带你了解如何在Java中实现对象的序列化与反序列化,并探讨其背后的原理。通过实际代码示例,我们将一步步展示如何将复杂数据结构转换为字节流,以及如何将这些字节流还原为Java对象。文章还将讨论在使用序列化时应注意的安全性问题,以确保你的应用程序既高效又安全。
|
2月前
|
存储 Java 数据管理
Java零基础-Java对象详解
【10月更文挑战第7天】Java零基础教学篇,手把手实践教学!
29 6
|
1月前
|
存储 缓存 NoSQL
一篇搞懂!Java对象序列化与反序列化的底层逻辑
本文介绍了Java中的序列化与反序列化,包括基本概念、应用场景、实现方式及注意事项。序列化是将对象转换为字节流,便于存储和传输;反序列化则是将字节流还原为对象。文中详细讲解了实现序列化的步骤,以及常见的反序列化失败原因和最佳实践。通过实例和代码示例,帮助读者更好地理解和应用这一重要技术。
32 0
|
2月前
|
存储 前端开发 Java
你还没有对象吗?java带你创建一个吧
你还没有对象吗?java带你创建一个吧
13 0
|
存储 Java 编译器
Java工程师必知词汇:堆
堆是Java为类对象的内存分配工作所设置的一种运行时数据区,是一种通用性的内存池(也存在于RAM中),用于存放所有的JAVA对象。
|
12天前
|
Java 开发者
Java多线程编程中的常见误区与最佳实践####
本文深入剖析了Java多线程编程中开发者常遇到的几个典型误区,如对`start()`与`run()`方法的混淆使用、忽视线程安全问题、错误处理未同步的共享变量等,并针对这些问题提出了具体的解决方案和最佳实践。通过实例代码对比,直观展示了正确与错误的实现方式,旨在帮助读者构建更加健壮、高效的多线程应用程序。 ####
|
3天前
|
缓存 Java 开发者
Java多线程编程的陷阱与最佳实践####
本文深入探讨了Java多线程编程中常见的陷阱,如竞态条件、死锁和内存一致性错误,并提供了实用的避免策略。通过分析典型错误案例,本文旨在帮助开发者更好地理解和掌握多线程环境下的编程技巧,从而提升并发程序的稳定性和性能。 ####
|
3天前
|
安全 Java 开发者
Java中的多线程编程:从基础到实践
本文深入探讨了Java多线程编程的核心概念和实践技巧,旨在帮助读者理解多线程的工作原理,掌握线程的创建、管理和同步机制。通过具体示例和最佳实践,本文展示了如何在Java应用中有效地利用多线程技术,提高程序性能和响应速度。
24 1
|
11天前
|
安全 Java 开发者
Java 多线程并发控制:深入理解与实战应用
《Java多线程并发控制:深入理解与实战应用》一书详细解析了Java多线程编程的核心概念、并发控制技术及其实战技巧,适合Java开发者深入学习和实践参考。