编译器优化-逃逸分析
Java对象实例和数组元素都是在堆上分配内存的吗？
答：不一定，满足特定条件的时候，它们可以在（虚拟机）栈上分配内存。
这和我们平时理解的可能有些不同，虚拟机栈一般是用来存储基本数据类型、
这是因为Java JIT（just-in-time）编译器进行的两项优化，分别称作逃逸分析（escape analysis）和标量替换（scalar replacement）；
在《深入理解Java虚拟机》中关于Java堆内存有这样一段描述：随着JIT编译器的发展与逃逸分析技术逐渐成熟，栈上分配、标量替换优化技术将会导致一些微妙的变化，所有的对象都分配到堆上也渐渐变得不那么绝对了。
中文维基上对逃逸分析的描述为：
在编译程序优化理论中，逃逸分析是一种确定指针动态范围的方法，分析在程序的哪些地方可以访问到指针。当一个变量或对象在子程序中被分配时，一个指向变量的指针可能逃逸到其他执行的线程中去，或者是返回调用者子程序。
逃逸分析确定指针可以存储的所有地方，以及确定能否保证指针的生命周期只在当前进程或线程中。
简单来说：JVM中的逃逸分析可以通过分析对象引用的使用范围（即动态作用域），来决定是否要在堆上分配内存，也可以作一些其他方面的优化。
static StringBuilder getStringBuilder1(String a, String b) {StringBuilder builder = new StringBuilder(a);builder.append(b);return builder; // builder通过方法返回值逃逸到外部}static String getStringBuilder2(String a, String b) {StringBuilder builder = new StringBuilder(a);builder.append(b);return builder.toString(); // builder范围维持在方法内部，未逃逸}
以JDK 1.8为例，可以通过设置JVM参数-XX:+DoEscapeAnalysis、-XX:-DoEscapeAnalysis来开启或关闭逃逸分析（默认当然是开启的）。
下面是一个没有逃逸分析的例子：
public class EscapeAnalysisTest {public static void main(String[] args) throws Exception {long start = System.currentTimeMillis();for (int i = 0; i < 5000000; i++) {allocate();}System.out.println((System.currentTimeMillis() - start) + " ms");Thread.sleep(600000);}static void allocate() {MyObject myObject = new MyObject(2019, 2019.0);}static class MyObject {int a;double b;MyObject(int a, double b) {this.a = a;this.b = b;}}}
然后通过开启和关闭DoEscapeAnalysis开关观察不同。
关闭逃逸分析
~ java -XX:-DoEscapeAnalysis EscapeAnalysisTest76 ms~ jmap -histo 26031num #instances #bytes class name----------------------------------------------1: 5000000 120000000 me.lmagics.EscapeAnalysisTest$MyObject2: 636 12026792 [I3: 3097 1524856 [B4: 5088 759960 [C5: 3067 73608 java.lang.String6: 623 71016 java.lang.Class7: 727 43248 [Ljava.lang.Object;8: 532 17024 java.io.File9: 225 14400 java.net.URL10: 334 13360 java.lang.ref.Finalizer# ......
开启逃逸分析
~ java -XX:+DoEscapeAnalysis EscapeAnalysisTest4 ms~ jmap -histo 26655num #instances #bytes class name----------------------------------------------1: 592 11273384 [I2: 90871 2180904 me.lmagics.EscapeAnalysisTest$MyObject3: 3097 1524856 [B4: 5088 759952 [C5: 3067 73608 java.lang.String6: 623 71016 java.lang.Class7: 727 43248 [Ljava.lang.Object;8: 532 17024 java.io.File9: 225 14400 java.net.URL10: 334 13360 java.lang.ref.Finalizer
可见，关闭逃逸分析之后，堆上有5000000个MyObject实例，而开启逃逸分析之后，就只剩下90871个实例了，不管是实例数还是内存占用都只有原来的2%不到。
另外，如果把堆内存限制得小一点（比如加上-Xms10m -Xmx10m），并且打印GC日志（-XX:+PrintGCDetails）的话，关闭逃逸分析还会造成频繁的GC，开启逃逸分析就没有这种情况。这说明逃逸分析确实降低了堆内存的压力。
所谓标量，就是指JVM中无法再细分的数据，比如int、long、reference等。相对地，能够再细分的数据叫做聚合量。
仍然考虑上面的例子，MyObject就是一个聚合量，因为它由两个标量a、b组成。通过逃逸分析，JVM会发现myObject没有逃逸出allocate()方法的作用域，标量替换过程就会将myObject直接拆解成a和b，也就是变成了：
static void allocate() {int a = 2019;double b = 2019.0;}
可见，对象的分配完全被消灭了，而int、double都是基本数据类型，直接在栈上分配就可以了。所以，在对象不逃逸出作用域并且能够分解为纯标量表示时，对象就可以在栈上分配。
JVM提供了参数-XX:+EliminateAllocations来开启标量替换，默认仍然是开启的。显然，如果把它关掉的话，就相当于禁止了栈上内存分配，只有逃逸分析是无法发挥作用的。
在Debug版JVM中，还可以通过参数-XX:+PrintEliminateAllocations来查看标量替换的具体情况。
除了标量替换之外，通过逃逸分析还能实现同步消除
举个例子：
private void someMethod() {Object lockObject = new Object();synchronized (lockObject) {System.out.println(lockObject.hashCode());}}
lockObject这个锁对象的生命期只在someMethod()方法中，并不存在多线程访问的问题，所以synchronized块并无意义，会被优化掉：
private void someMethod() {Object lockObject = new Object();System.out.println(lockObject.hashCode());}