JVM的棧上分配

摘要： 棧上分配是JVM的一個優化選項。 Java的物件一般都是分配在堆記憶體中的，而JVM開啟了棧上分配後，允許把執行緒私有的物件（其它執行緒訪問不到的物件）打散分配在棧上。這些分配在棧上的物件在方法呼叫結束後即自行銷燬，不需要JVM觸發垃圾回收器來回收，因此提升了JVM的效能。 棧上...

棧上分配是JVM的一個優化選項。

Java的物件一般都是分配在堆記憶體中的，而JVM開啟了棧上分配後，允許把執行緒私有的物件（其它執行緒訪問不到的物件）打散分配在棧上。這些分配在棧上的物件在方法呼叫結束後即自行銷燬，不需要JVM觸發垃圾回收器來回收，因此提升了JVM的效能。

棧上分配在 JDK6u23 後預設是開啟了的。下面通過程式碼來驗證這一點。

驗證

寫一段程式碼：

public class OnStackTest {
// User類
public static class User{
public int id=0;
public String name="";
}
// 建立User類物件
public static void alloc(){
User u=new User();
u.id=5;
u.name="geym";
}
// 程式入口
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
long b=System.currentTimeMillis();
// 建立大量的物件
for(int i=0;i<99999999;i++){
alloc();
}
long e=System.currentTimeMillis();
// 列印執行時間
System.out.println(e-b);
}
}
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在 JDK6u22 環境下執行的結果：

-Xmx ：指定最大堆記憶體

-Xms ：指定最大堆記憶體

-XX:+PrintGC ：列印GC日誌， + 號表示啟用， - 號表示禁用

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
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在 JDK6u23 環境下執行的結果：

D:\develop\jdk\6u23\bin\java.exe -Xmx5m -Xms5m -XX:+PrintGC geym.zbase.ch2.onstackalloc.OnStackTest
70
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從以上兩個執行的結果可以看出，JDK6u22預設是沒有開啟棧上分配的，所以 alloc() 方法中new出來的User物件，是存放在堆上的。由於指定了最大堆記憶體只有5m，當堆記憶體不足就會觸發GC。從JDK6u22的GC日誌可以看出執行過程頻繁觸發GC，執行耗時3304，明顯比JDK6u23的長。

而JDK6u23的執行過程中沒有列印任何GC日誌，證明這時候 alloc() 方法中new出來的User物件，是存放在 alloc() 方法對應的棧幀上的。當每一次執行 alloc() 方法，執行緒會向Java棧壓入一個棧幀， new User() 建立的物件就存放在這個棧幀上； alloc() 方法執行結束，棧幀從Java棧彈出，user物件隨棧幀的彈出銷燬。

示意圖：

相關JVM引數

在 JDK6u22及之前的版本 如果需要使用棧上分配來優化，可以加入以下引數：

java -server -Xmx5m -Xms5m -XX:+PrintGC -XX:+DoEscapeAnalysis -XX:-UseTLAB -XX:+EliminateAllocationsgeym.zbase.ch2.onstackalloc.OnStackTest
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-XX:+DoEscapeAnalysis ：開啟逃逸分析

-XX:-UseTLAB ：禁用TLAB（Thread Local Allocation Buffer）

-XX:+EliminateAllocations ：開啟標量替換

關於逃逸分析

逃逸分析的作用就是判斷一個物件的作用域有沒有可能逃出一個Java方法的作用域。請看下面例子演示：

// u物件逃出alloc的作用域，不符合棧上分配的條件
public class OnStackTest {
private static User u;
public static void alloc(){
u=new User();
}
}
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// u物件沒有逃出alloc的作用域，符合棧上分配的條件
public class OnStackTest {
public static void alloc(){
User u=new User();
}
}
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關於標量替換

啟用標量替換後，允許把物件打散分配在棧上。 比如user物件有id和name屬性，在啟用標量替換後，user物件的id和name屬性會視為區域性變數分配在棧上

注意：逃逸分析和標量替換是棧上分配的前提，所以，在jvm引數中關閉了二者其中一個選項，棧上分配都不會生效。