寫在前面

從開始學(xué)習(xí)Java的時(shí)候，我們就接觸了這樣一種觀點(diǎn)：Java中的對(duì)象是在堆上創(chuàng)建的，對(duì)象的引用是放在棧里的，那這個(gè)觀點(diǎn)就真的是正確的嗎？如果是正確的，那么，面試官為啥會(huì)問：“Java中的對(duì)象就一定是在堆上分配的嗎？”這個(gè)問題呢？看來(lái)，我們從接觸Java就被灌輸?shù)倪@個(gè)觀點(diǎn)值得我們懷疑。

關(guān)于面試題

標(biāo)題中的面試題為：Java中的對(duì)象和數(shù)組都是在堆上分配的嗎？

面試官這樣問，有些小伙伴心里會(huì)想：我從一開始學(xué)習(xí)Java時(shí)，就知道了：Java中的對(duì)象是在堆上創(chuàng)建的，對(duì)象的引用是存儲(chǔ)到棧中的，那Java中的對(duì)象和數(shù)組肯定是在堆上分配的?。‰y道不是嗎？

如果你這樣回答，就會(huì)被直接Pass掉。

或許有些小伙伴還是不太明白，那我們繼續(xù)往下看。

面試題答案

首先，我們先給出這個(gè)題目的答案，這里我先簡(jiǎn)短的回答下這個(gè)面試題，后續(xù)我們會(huì)進(jìn)行相關(guān)分析。

你可以這樣回答：Java中的對(duì)象不一定是在堆上分配的，因?yàn)镴VM通過逃逸分析，能夠分析出一個(gè)新對(duì)象的使用范圍，并以此確定是否要將這個(gè)對(duì)象分配到堆上。如果JVM發(fā)現(xiàn)某些對(duì)象沒有逃逸出方法，就很有可能被優(yōu)化成在棧上分配。

這里，我們接觸了一個(gè)新名詞：逃逸分析。相信很多小伙伴不是很明白，那我們繼續(xù)往下看。

逃逸分析

逃逸分析的概念

先以官方的形式來(lái)說下什么是逃逸分析。逃逸分析就是：一種確定指針動(dòng)態(tài)范圍的靜態(tài)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(shí)編譯語(yǔ)境下，逃逸分析將判斷新建的對(duì)象是否逃逸。即時(shí)編譯判斷對(duì)象是否逃逸的依據(jù)：一種是對(duì)象是否被存入堆中（靜態(tài)字段或者堆中對(duì)象的實(shí)例字段），另一種就是對(duì)象是否被傳入未知代碼。

直接說這些概念，確實(shí)有點(diǎn)暈啊，那我們就來(lái)兩個(gè)示例。

對(duì)象逃逸示例

一種典型的對(duì)象逃逸就是：對(duì)象被復(fù)制給成員變量或者靜態(tài)變量，可能被外部使用，此時(shí)變量就發(fā)生了逃逸。

我們可以用下面的代碼來(lái)表示這個(gè)現(xiàn)象。

/**
?* @author binghe
?* @description 對(duì)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(gè)成員變量user，我們?cè)趇nit()方法中，創(chuàng)建了一個(gè)User類的對(duì)象，并將其賦值給成員變量user。此時(shí)，對(duì)象被復(fù)制給了成員變量，可能被外部使用，此時(shí)的變量就發(fā)生了逃逸。

另一種典型的場(chǎng)景就是：對(duì)象通過return語(yǔ)句返回。如果對(duì)象通過return語(yǔ)句返回了，此時(shí)的程序并不能確定這個(gè)對(duì)象后續(xù)會(huì)不會(huì)被使用，外部的線程可以訪問到這個(gè)變量，此時(shí)對(duì)象也發(fā)生了逃逸。

我們可以用下面的代碼來(lái)表示這個(gè)現(xiàn)象。

/**
?* @author binghe
?* @description 對(duì)象逃逸示例2
?*/ public class ObjectReturn{ public User createUser(){
????????User?user?= new User(); return user;
????}
}

給出兩個(gè)示例，相信小伙伴們對(duì)JVM的逃逸分析多少有點(diǎn)了解了吧，沒錯(cuò)，JVM通過逃逸分析，能夠分析出新對(duì)象的使用范圍，從而決定新對(duì)象是否要在堆上進(jìn)行分配。

還沒完，我們繼續(xù)看下逃逸分析的優(yōu)點(diǎn)，以便于小伙伴們能夠更好的理解逃逸分析。

逃逸分析的優(yōu)點(diǎn)

逃逸分析的優(yōu)點(diǎn)總體上來(lái)說可以分為三個(gè)：對(duì)象可能分配在棧上、分離對(duì)象或標(biāo)量替換、消除同步鎖。我們可以使用下圖來(lái)表示。

對(duì)象可能分配在棧上

JVM通過逃逸分析，分析出新對(duì)象的使用范圍，就可能將對(duì)象在棧上進(jìn)行分配。棧分配可以快速地在棧幀上創(chuàng)建和銷毀對(duì)象，不用再將對(duì)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(duì)象或標(biāo)量替換

當(dāng)JVM通過逃逸分析，確定要將對(duì)象分配到棧上時(shí)，即時(shí)編譯可以將對(duì)象打散，將對(duì)象替換為一個(gè)個(gè)很小的局部變量，我們將這個(gè)打散的過程叫做標(biāo)量替換。將對(duì)象替換為一個(gè)個(gè)局部變量后，就可以非常方便的在棧上進(jìn)行分配了。

同步鎖消除

如果JVM通過逃逸分析，發(fā)現(xiàn)一個(gè)對(duì)象只能從一個(gè)線程被訪問到，則訪問這個(gè)對(duì)象時(shí)，可以不加同步鎖。如果程序中使用了synchronized鎖，則JVM會(huì)將synchronized鎖消除。

這里，需要注意的是：這種情況針對(duì)的是synchronized鎖，而對(duì)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(shù)。因?yàn)檫@個(gè)參數(shù)依賴逃逸分析，所以同時(shí)要打開 -XX:+DoEscapeAnalysis 選項(xiàng)。

所以，并不是所有的對(duì)象和數(shù)組，都是在堆上進(jìn)行分配的，由于即時(shí)編譯的存在，如果JVM發(fā)現(xiàn)某些對(duì)象沒有逃逸出方法，就很有可能被優(yōu)化成在棧上分配。