详解jvm中的标量替换
概述
通常在java中创建一个对象，大家都认为是在堆中创建。在jdk6开始有逃逸分析，标量替换等技术，关于在堆中创建对象不再绝对。
关于标量替换，通过以下几点进行概述：
- 逃逸分析
- 标量替换是什么
- 测试标量替换
逃逸分析
逃逸分析是一种分析技术，分析对象的动态作用域，供其他优化措施提供依据。比如分析一个对象不会逃逸到方法之外或线程之外，其它优化措施（栈上分配，标量替换等）根据逃逸程度进行优化。
逃逸分析示例
publicclassEscapeAnalysis{
publicPersonp;
/**
*发生逃逸，对象被返回到方法作用域以外，被方法外部，线程外部都可以访问
*/
publicvoidescape(){
p=newPerson(26,"TomCodingescape");
}
/**
*不会逃逸，对象在方法内部
*/
publicStringnoEscape(){
Personperson=newPerson(26,"TomCodingnoEscape");
returnperson.name;
}
}
staticclassPerson{
publicintage;
publicStringname;
...//省略构造方法
}
标量替换是什么
标量可以理解成一种不可分解的变量，如java内部的基本数据类型、引用类型等。与之对应的聚合量是可以被拆解的，如对象。
当通过逃逸分析一个对象只会作用于方法内部，虚拟机可以通过使用标量替换来进行优化。
比如上述noEscape()方法中person对象只会在方法内部，通过标量替换技术得到如下伪码：
/**
*不会逃逸，对象在方法内部
*/
publicStringnoEscape(){
intage=26;
Stringname="TomCodingnoEscape";
returnname;
}
测试标量替换
接下来我们通过对noEscape()方法进行测试，主要测试两种场景：
- 不使用标量替换
- 使用标量替换
以下测试是在jdk8中运行（注jdk8默认是开启逃逸分析，标量替换技术的）
测试代码如下：
voidtestEliminateAllocationsWithNoEscape(){
intn=100000000;
longstart=System.currentTimeMillis();
EscapeAnalysisescapeAnalysis=newEscapeAnalysis();
for(inti=0;i
- 不使用标量替换
将jvm参数设置如下：
-Xms5m最小堆内存5M
-Xmx5m最大堆内存5M
-XX:+PrintGC打印gc日志
-XX:-EliminateAllocations关闭标量替换优化
运行后在我本机的耗时：3006毫秒，gc发生2000多次。
- 使用标量替换
将jvm参数设置如下：
-Xms5m最小堆内存5M
-Xmx5m最大堆内存5M
-XX:+PrintGC打印gc日志
-XX:+EliminateAllocations关闭标量替换优化
运行后在我本机的耗时：20毫秒，gc发生6次。
再来看看发生逃逸的对象使用标量替换效果
测试代码如下：
voidtestEliminateAllocationsWithEscape(){
intn=100000000;
longstart=System.currentTimeMillis();
EscapeAnalysisescapeAnalysis=newEscapeAnalysis();
for(inti=0;i
将jvm参数设置如下：
-Xms5m最小堆内存5M
-Xmx5m最大堆内存5M
-XX:+PrintGC打印gc日志
-XX:+EliminateAllocations关闭标量替换优化
运行后在我本机的耗时：3705毫秒，gc发生2000多次。
总结
- 可以看到通过逃逸分析与标量替换技术有效的减少了gc次数（减少了对象在堆中创建的数量）。
- 实际编码过程中避免对象逃逸情况是一种理想的情况。可以形成一种编码意识，尽量去减少对象逃逸。
思考
标量替换只是利用逃逸分析其中的一种优化措施，还有其它优化措施吗？
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