面試官：Java中物件都存放在堆中嗎？你知道逃逸分析？

面試官：Java虛擬機的記憶體分為哪幾個區域？

我（微笑著）：程式計數器、虛擬機堆疊、本地方法堆疊、堆、方法區

面試官：物件一般存放在哪個區域？

我：堆，

面試官：物件都存放在堆中嗎？

我：是的，

面試官：你了解過逃逸分析嗎？

我（皺了皺眉）：是記憶體溢位嗎？

面試官：不是的，

我（撓了撓頭）：不是很了解，

面試官：今天的面試先到這，回去等訊息吧！

然后就沒有然后了，不甘心的我開始了查找相關資料，

逃逸分析

逃逸分析（Escape Analysis）是一種確定物件的參考動態范圍的分析方法，說人話就是：分析在程式的哪些地方可以訪問到物件的參考，

當一個物件在方法中被分配時，該物件的參考可能逃逸到其它執行執行緒中，或是回傳到方法的呼叫者，

如果一個方法中分配一個物件并回傳一個該物件的參考針，那么該物件可能被訪問到的地方就無法確定，此時物件的參考就發生了“逃逸”，
如果物件的參考存盤在靜態變數或者其它資料結構中，因為靜態變數是可以在當前方法之外訪問到，此時物件的參考也發生了“逃逸”，

逃逸分析確定某個物件的參考可以被訪問的所有地方，以及確定能否保證物件的參考的生命周期只在當前行程或執行緒中，

逃逸狀態

物件的逃逸狀態一般分為三種：全域逃逸、引數逃逸、沒有逃逸，

全域逃逸（GlobalEscape）

物件的參考逃出了方法或者執行緒，比如：物件的參考賦值給了一個靜態變數，或者存盤在一個已經逃逸的物件中, 或者物件的參考作為方法的回傳值給了呼叫方法，

比如餓漢的單例模式：

package one.more;

public final class GlobalEscape {

    // instance物件賦值給了一個靜態變數，發生了全域逃逸
    private static GlobalEscape instance = new GlobalEscape();

    private GlobalEscape() {
    }

    public static GlobalEscape getInstance() {
        return instance;
    }
}

引數逃逸（ArgEscape）

物件被作為方法引數傳遞或者被引數參考，但在呼叫程序中不會發生全域逃逸，這個狀態是通過分析被呼叫方法的位元組碼來確定的，

比如:

package one.more;

public class ArgEscape {

    class Rectangle {

        private int length;
        private int width;

        public Rectangle(int length, int width) {
            this.length = length;
            this.width = width;
        }

        public int getArea() {
            return this.length * this.width;
        }
    }

    public int getArea(int length, int width) {
        Rectangle rectangle = buildRectangle(length, width);
        return rectangle.getArea();
    }

    private Rectangle buildRectangle(int length, int width){
        Rectangle rectangle = new Rectangle(length, width);
        // rectangle物件發生了引數逃逸
        return rectangle;
    }
}

沒有逃逸（NoEscape）

方法中的物件沒有發生逃逸，這意味著可以不將該物件分配在堆上，

比如:

package one.more;

public class NoEscape {

    class Rectangle {

        private int length;
        private int width;

        public Rectangle(int length, int width) {
            this.length = length;
            this.width = width;
        }

        public int getArea() {
            return this.length * this.width;
        }
    }

    public int getArea(int length, int width) {
        // rectangle物件沒有逃逸
        Rectangle rectangle = new Rectangle(length, width);
        return rectangle.getArea();
    }
}

逃逸分析后的優化

如果一個物件沒有發生逃逸，或者只有引數逃逸，就可能為這個物件采取不同程度的優化，比如：堆疊上分配、標量替換、同步消除，

堆疊上分配（Stack Allocations）

如果一個物件不會逃逸出執行緒之外，那讓這個物件在堆疊上分配記憶體將會是一個很不錯的主意，物件所占用的記憶體空間就可以隨堆疊幀出堆疊而銷毀，
那么，物件就會隨著方法的結束而自動銷毀了，可以降低垃圾收集器運行的頻率，垃圾收集的壓力就會下降很多，

標量替換（Scalar Replacement）

標量（Scalar）是指一個無法再分解成更小的資料的資料，Java虛擬機中的基本資料型別（int、long等數值型別及reference型別等）都不能再進一步分解了，那么這些資料就可以被稱為標量，相對的，如果一個資料可以繼續分解，那它就被稱為聚合量（Aggregate），Java中的物件就是典型的聚合量，

如果把一個Java物件拆散，根據程式訪問的情況，將其用到的成員變數恢復為基本型別來訪問，這個程序就稱為標量替換，

如果一個物件沒有發生逃逸，可以進行標量替換，那么物件的成員變數就在堆疊上分配和讀寫，不需要分配到堆中，

標量替換可以視作堆疊上分配的一種特例，實作更簡單，但對逃逸程度的要求更高，它不允許物件沒有發生逃逸，

同步消除（Synchronization Elimination）

執行緒同步本身是一個相對耗時的程序，如果一個物件沒有逃逸出執行緒，無法被其他執行緒訪問，那么該物件的讀寫肯定就不會有競爭，對該物件實施的同步加鎖操作也就可以安全地消除掉，

總結

說了這么多，可以發現物件并不是都在堆上分配記憶體的，因為通過逃逸分析后，可以對沒有逃逸的物件進行標量替換，

另外，由于復雜度等原因，HotSpot中目前還不支持堆疊上分配的優化，

最后，謝謝你這么帥，還給我點贊和關注，

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標籤：Java

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