【原创】JVM系列04 | 栈上分配

java进阶架构师

发布于 2020-05-29 17:23:32

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发布于 2020-05-29 17:23:32

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本文是何适 JVM 修仙系列第 4 篇，文末有本系列文章汇总。

当面试官问你对象都分配哪里，你把 JVM 内存结构介绍一下然后说分配在堆上，没啥问题，给你打 8 分。如果你还能聊一聊栈上分配，一定是加分项，我想面试官会考虑给你 10 分。

1. 栈上分配理论

是什么

将线程私有的不可能被其他线程访问的对象打散分配在栈上，而不是分配在堆上。打散分配意思是将对象的不同属性分别分配给不同的局部变量。

好处

栈上分配速度快。
对象销毁不需要垃圾回收，因为方法执行结束后局部变量就销毁了。

缺点

栈空间较小，大对象不适合在栈上分配。

2. 逃逸分析

如何判断对象是线程私有的呢，就要通过逃逸分析。逃逸指的是逃出当前线程，所以逃逸对象就是可以被其他线程访问的对象，非逃逸对象就是线程私有的对象。

举例：逃逸对象和非逃逸对象

public class StackTest {
    public static User user1;

    public static void runAway1() {
        user1 = new User();// 逃逸对象
    }

    public static void runAway2() {
        User user2 = new User();// 非逃逸对象
    }
}

3. 栈上分配举例

举例：非逃逸对象栈上分配

public class StackTest {
    public static User user1;

    public static void runAway1() {
        user1 = new User();// 逃逸对象
        user1.id = 1;
        user1.name = "user";
    }

    public static void runAway2() {
        User user2 = new User();// 非逃逸对象
        user2.id = 2;
        user2.name = "user";
    }

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i <= 99999999; i++) {
            // runAway1();
            runAway2();
        }
    }
}

class User {
    int id;
    String name;
}

执行代码时设置如下参数：

-server -Xss128K -Xmx100m -Xms100m -XX:+PrintGC

-server：server模式下才能设置栈上分配
-Xss128K：栈最大内存
-Xmx100m：堆最大内存
-XX:+PrintGC：打印GC日志

代码中创建一个 User 对象需要 16 字节内存，循环 1 亿次，大概需要 1.5GB 空间。

循环执行runAway1();1 亿次，堆内存 100M 小于 1.5G，所以会发生 GC，打印很多 GC 日志。

[GC (Allocation Failure)  25600K->800K(98304K), 0.0009909 secs]
[GC (Allocation Failure)  26400K->832K(98304K), 0.0006649 secs]
[GC (Allocation Failure)  26432K->776K(98304K), 0.0006009 secs]
[GC (Allocation Failure)  26376K->816K(98304K), 0.0009932 secs]
[GC (Allocation Failure)  26416K->696K(98304K), 0.0009381 secs]
...

循环执行runAway2();1 亿次，由于对象 user2 是线程私有的逃逸对象，执行一次 runAway2()创建一个 User 对象，一次 runAway2()执行完随着局部变量销毁，user2 对象也就销毁了，所以下次执行 runAway2()再创建 user2 对象时还有原来大小的栈空间。循环执行，不会有内存不够的问题，当然也就不会打印出 GC 日志。