栈上分配是JVM的一个优化选项。
Java的对象一般都是分配在堆内存中的,而JVM开启了栈上分配后,允许把线程私有的对象(其它线程访问不到的对象)打散分配在栈上。这些分配在栈上的对象在方法调用结束后即自行销毁,不需要JVM触发垃圾回收器来回收,因此提升了JVM的性能。
栈上分配在 JDK6u23 后默认是开启了的。下面通过代码来验证这一点。
写一段代码:
public class OnStackTest { // User类 public static class User{ public int id=0; public String name=""; } // 创建User类对象 public static void alloc(){ User u=new User(); u.id=5; u.name="geym"; } // 程序入口 public static void main(String[] args) throws InterruptedException { long b=System.currentTimeMillis(); // 创建大量的对象 for(int i=0;i<99999999;i++){ alloc(); } long e=System.currentTimeMillis(); // 打印执行时间 System.out.println(e-b); } } 复制代码
在 JDK6u22 环境下执行的结果:
-Xmx
:指定最大堆内存
-Xms
:指定最大堆内存
-XX:+PrintGC
:打印GC日志, +
号表示启用, -
号表示禁用
D:/develop/jdk/6u22/bin/java.exe -Xmx5m -Xms5m -XX:+PrintGC geym.zbase.ch2.onstackalloc.OnStackTest [GC 2048K->288K(5824K), 0.0049399 secs] [GC 2336K->288K(5824K), 0.0013872 secs] [GC 2336K->320K(5824K), 0.0026034 secs] ...... [GC 3280K->720K(6080K), 0.0001026 secs] 3304 复制代码
在 JDK6u23 环境下执行的结果:
D:/develop/jdk/6u23/bin/java.exe -Xmx5m -Xms5m -XX:+PrintGC geym.zbase.ch2.onstackalloc.OnStackTest 70 复制代码
从以上两个执行的结果可以看出,JDK6u22默认是没有开启栈上分配的,所以 alloc()
方法中new出来的User对象,是存放在堆上的。由于指定了最大堆内存只有5m,当堆内存不足就会触发GC。从JDK6u22的GC日志可以看出执行过程频繁触发GC,执行耗时3304,明显比JDK6u23的长。
而JDK6u23的执行过程中没有打印任何GC日志,证明这时候 alloc()
方法中new出来的User对象,是存放在 alloc()
方法对应的栈帧上的。当每一次执行 alloc()
方法,线程会向Java栈压入一个栈帧, new User()
创建的对象就存放在这个栈帧上; alloc()
方法执行结束,栈帧从Java栈弹出,user对象随栈帧的弹出销毁。
示意图:
在 JDK6u22及之前的版本 如果需要使用栈上分配来优化,可以加入以下参数:
java -server -Xmx5m -Xms5m -XX:+PrintGC -XX:+DoEscapeAnalysis -XX:-UseTLAB -XX:+EliminateAllocations geym.zbase.ch2.onstackalloc.OnStackTest 复制代码
-XX:+DoEscapeAnalysis
:开启逃逸分析
-XX:-UseTLAB
:禁用TLAB(Thread Local Allocation Buffer)
-XX:+EliminateAllocations
:开启标量替换
逃逸分析的作用就是判断一个对象的作用域有没有可能逃出一个Java方法的作用域。请看下面例子演示:
// u对象逃出alloc的作用域,不符合栈上分配的条件 public class OnStackTest { private static User u; public static void alloc(){ u=new User(); } } 复制代码
// u对象没有逃出alloc的作用域,符合栈上分配的条件 public class OnStackTest { public static void alloc(){ User u=new User(); } } 复制代码
启用标量替换后,允许把对象打散分配在栈上。 比如user对象有id和name属性,在启用标量替换后,user对象的id和name属性会视为局部变量分配在栈上
注意:逃逸分析和标量替换是栈上分配的前提,所以,在jvm参数中关闭了二者其中一个选项,栈上分配都不会生效。