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社区首页 >问答首页 >为什么逃逸分析在JDK17中不起作用？

问为什么逃逸分析在JDK17中不起作用？
EN

Stack Overflow用户
提问于 2021-12-04 06:57:43
回答 2查看 281关注 0票数 0

打开escape analysis时，GC仍然每毫秒发生一次，运行时间与没有优化的时间相同。

我通过使用JMH进行测试得出了这个结论，下面是我的代码和测试结果。

代码：

代码语言：javascript
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/**
 * @author Jmc
 */
@BenchmarkMode(Mode.AverageTime)
@OutputTimeUnit(TimeUnit.NANOSECONDS)
@Warmup(iterations = 3, time = 10)
@Measurement(iterations = 3, time = 10)
@Fork(1)
public class EscapeAnalysisTest {
    /**
     * VM Options: -Xlog:gc:empty.gc.log -Xmx30M
     */
    @Benchmark
    public void empty() {
        // do nothing
    }

    /**
     * VM Options: -Xlog:gc:withEA.gc.log -Xmx30M
     */
    @Benchmark
    public void withEA() {
        Object o = null;
        for (int i = 0; i < 1_000_000_000; i++) {
            o = new Object();
        }
        int hashcode = o.hashCode();
    }

    /**
     * VM Options: -Xlog:gc:withoutEA.gc.log -Xmx30M -XX:-DoEscapeAnalysis
     */
    @Benchmark
    public void withoutEA() {
        Object o = null;
        for (int i = 0; i < 1_000_000_000; i++) {
            o = new Object();
        }
        int hashcode = o.hashCode();
    }
}

输出：

  • 空- JMH

代码语言：javascript
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# JMH version: 1.32
# VM version: JDK 17, Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM, 17+35-LTS-2724
# VM invoker: D:\Programs\JDK\jdk-17\bin\java.exe
# VM options: -Xlog:gc:empty.gc.log -Xmx30M --enable-preview -javaagent:D:\Programs\JetBrains\IntelliJ IDEA 2021.2.2\lib\idea_rt.jar=54629:D:\Programs\JetBrains\IntelliJ IDEA 2021.2.2\bin -Dfile.encoding=UTF-8
# Blackhole mode: full + dont-inline hint
# Warmup: 3 iterations, 10 s each
# Measurement: 3 iterations, 10 s each
# Timeout: 10 min per iteration
# Threads: 1 thread, will synchronize iterations
# Benchmark mode: Average time, time/op
# Benchmark: com.test.jmh.EscapeAnalysisTest.empty

...

Benchmark                 Mode  Cnt  Score   Error  Units
EscapeAnalysisTest.empty  avgt    3  0.517 ± 1.005  ns/op

  • withEA - JMH

代码语言：javascript
复制
# JMH version: 1.32
# VM version: JDK 17, Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM, 17+35-LTS-2724
# VM invoker: D:\Programs\JDK\jdk-17\bin\java.exe
# VM options: -Xlog:gc:withEA.gc.log -Xmx30M --enable-preview -javaagent:D:\Programs\JetBrains\IntelliJ IDEA 2021.2.2\lib\idea_rt.jar=54648:D:\Programs\JetBrains\IntelliJ IDEA 2021.2.2\bin -Dfile.encoding=UTF-8
# Blackhole mode: full + dont-inline hint
# Warmup: 3 iterations, 10 s each
# Measurement: 3 iterations, 10 s each
# Timeout: 10 min per iteration
# Threads: 1 thread, will synchronize iterations
# Benchmark mode: Average time, time/op
# Benchmark: com.test.jmh.EscapeAnalysisTest.withEA

...

Benchmark                  Mode  Cnt          Score           Error  Units
EscapeAnalysisTest.withEA  avgt    3  900223198.990 ± 468305893.304  ns/op

  • withoutEA - JMH

代码语言：javascript
复制
# JMH version: 1.32
# VM version: JDK 17, Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM, 17+35-LTS-2724
# VM invoker: D:\Programs\JDK\jdk-17\bin\java.exe
# VM options: -Xlog:gc:withoutEA.gc.log -Xmx30M -XX:-DoEscapeAnalysis --enable-preview -javaagent:D:\Programs\JetBrains\IntelliJ IDEA 2021.2.2\lib\idea_rt.jar=54708:D:\Programs\JetBrains\IntelliJ IDEA 2021.2.2\bin -Dfile.encoding=UTF-8
# Blackhole mode: full + dont-inline hint
# Warmup: 3 iterations, 10 s each
# Measurement: 3 iterations, 10 s each
# Timeout: 10 min per iteration
# Threads: 1 thread, will synchronize iterations
# Benchmark mode: Average time, time/op
# Benchmark: com.test.jmh.EscapeAnalysisTest.withoutEA

...

Benchmark                     Mode  Cnt          Score           Error  Units
EscapeAnalysisTest.withoutEA  avgt    3  905957459.624 ± 472436917.469  ns/op

  • 空GC日志

代码语言：javascript
复制
[0.039s][info][gc] Using G1
[0.010s][info][gc] Using G1

  • withEA GC日志

代码语言：javascript
复制
[0.011s][info][gc] Using G1
[0.011s][info][gc] Using G1
[0.596s][info][gc] GC(0) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause) 13M->2M(30M) 5.488ms
[0.603s][info][gc] GC(1) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause) 14M->2M(30M) 3.900ms
[0.606s][info][gc] GC(2) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause) 15M->2M(30M) 0.403ms

...

[63.402s][info][gc] GC(14235) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause) 20M->2M(30M) 0.519ms
[63.406s][info][gc] GC(14236) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause) 20M->2M(30M) 0.558ms
[63.410s][info][gc] GC(14237) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause) 20M->2M(30M) 0.509ms
[63.414s][info][gc] GC(14238) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause) 20M->2M(30M) 0.650ms
[63.418s][info][gc] GC(14239) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause) 20M->2M(30M) 0.832ms

  • withoutEA GC日志

代码语言：javascript
复制
[0.013s][info][gc] Using G1
[0.012s][info][gc] Using G1
[0.607s][info][gc] GC(0) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause) 13M->2M(30M) 4.942ms
[0.614s][info][gc] GC(1) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause) 14M->2M(30M) 3.855ms
[0.617s][info][gc] GC(2) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause) 15M->2M(30M) 0.345ms

...

[63.837s][info][gc] GC(15086) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause) 20M->2M(30M) 0.971ms
[63.841s][info][gc] GC(15087) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause) 20M->2M(30M) 1.038ms
[63.845s][info][gc] GC(15088) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause) 20M->2M(30M) 0.953ms
[63.850s][info][gc] GC(15089) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause) 20M->2M(30M) 1.233ms
[63.858s][info][gc] GC(15090) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause) 20M->2M(30M) 0.499ms

注意:从上面的代码和结果中，您可以看到空方法没有发生gc，对于另外两个java方法，运行时间大致相同。当打开EA时仍然会发生GC，我想知道原因。

java
garbage-collection
EN

回答 2

Stack Overflow用户

发布于 2021-12-07 17:46:12

逃逸分析很脆弱。在您的例子中，循环后的语句int hashcode = o.hashCode();足以使其无效。调用非重写的hashCode()可以防止对象被消除，因为它是一个身份敏感的操作。但是，通过使用循环之后在循环体中创建的对象，您进一步达到了分析器的限制。

为了简化对是否存在逃逸分析的测试(或者更广泛地说，存在任何消除分配的东西)，并防止干扰死代码消除，我使用了

代码语言：javascript
复制
public class TestEA {
    public static void main(String[] args) {
        int result;
        if(args.length == 0 || !args[0].equals("NoUseAfterLoop")) {
            result = runEaTest();
        }
        else {
            result = runEaTestNoUseAfterLoop();
        }
        System.out.println(result);
    }
    private static int runEaTest() {
        record MyObject(int i) {};
        int sum = 0;
        MyObject o = null;
        for (int i = 1; i < 1_000_000_000; i++) {
            o = new MyObject(1);
            sum += o.i();
        }
        sum += o.i();
        return sum;
    }
    private static int runEaTestNoUseAfterLoop() {
        record MyObject(int i) {};
        int sum = 0;
        MyObject o = null;
        for (int i = 0; i < 1_000_000_000; i++) {
            o = new MyObject(1);
            sum += o.i();
        }
        return sum;
    }
}

此示例使用临时对象存储和检索用于计算返回的和的值。因此，循环不能被平缓移除。

当我运行这个程序时

代码语言：javascript
复制
jdk-17\bin\java -Xmx40m -XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseEpsilonGC TestEA

我得到了期望

代码语言：javascript
复制
[0.007s][warning][gc,init] Consider enabling -XX:+AlwaysPreTouch to avoid memory commit hiccups
Terminating due to java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

而

代码语言：javascript
复制
jdk-17\bin\java -Xmx40m -XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseEpsilonGC TestEA NoUseAfterLoop

没有导致OutOfMemoryError

代码语言：javascript
复制
[0.007s][warning][gc,init] Consider enabling -XX:+AlwaysPreTouch to avoid memory commit hiccups
1000000000

由于在64位HotSpot JVM中创建1,000,000,000对象需要16,000,000,000字节，而且EpsilonGC不意味着要重复使用内存，所以在没有错误的情况下运行具有40M堆的循环表明分配已被消除(并演示了与其他方法的区别)。

这是来自循环体的对象的使用，在这里抑制了逃逸分析。但是这个例子只执行一次方法。行为可能在第一次执行后再次更改，即当所有分支至少被占用一次时。

票数 1
EN

Stack Overflow用户

发布于 2021-12-08 09:22:19

逃逸分析(EA)在某些情况下工作：

在方法中声明的objects.

  • Objects

  • 对象不能向任何其他线程、方法公开，在方法中声明的不能调用本机方法。

  • 方法应该多次调用，然后EA才能工作。

G 211

下面的测试用例将证明EA有效。

代码

代码语言：javascript
复制
/**
 * @author Jmc
 */
@BenchmarkMode(Mode.AverageTime)
@OutputTimeUnit(TimeUnit.NANOSECONDS)
@Warmup(iterations = 3, time = 10)
@Measurement(iterations = 3, time = 10)
@Fork(1)
public class EscapeAnalysisTest {
    static class Int {
        private final int value;

        public Int(int value) {
            this.value = value;
        }

        public int hash() {
            return value;
        }
    }

    /**
     * VM Options: -Xlog:gc:withoutEA.gc.log -Xmx30M -XX:-DoEscapeAnalysis
     */
    @Benchmark
    public void withoutEA() {
        Int n = null;
        for (int i = 0; i < 1_000_000_000; i++) {
            n = new Int(i);
        }

        // ensure for loop is executed
        int hash = n.hash();
    }

    /**
     * VM Options: -Xlog:gc:withEA.gc.log -Xmx30M
     */
    @Benchmark
    public void withEA() {
        Int n = null;
        for (int i = 0; i < 1_000_000_000; i++) {
            n = new Int(i);
        }
        
        // ensure for loop is executed
        int hash = n.hash();
    }
}

JMH结果

无EA

代码语言：javascript
复制
# JMH version: 1.32
# VM version: JDK 17, Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM, 17+35-LTS-2724
# VM invoker: D:\Programs\JDK\jdk-17\bin\java.exe
# VM options: -Xlog:gc:withoutEA.gc.log -Xmx30M -XX:-DoEscapeAnalysis --enable-preview -javaagent:D:\Programs\JetBrains\IntelliJ IDEA 2021.2.2\lib\idea_rt.jar=62639:D:\Programs\JetBrains\IntelliJ IDEA 2021.2.2\bin -Dfile.encoding=UTF-8
# Blackhole mode: full + dont-inline hint
# Warmup: 3 iterations, 10 s each
# Measurement: 3 iterations, 10 s each
# Timeout: 10 min per iteration
# Threads: 1 thread, will synchronize iterations
# Benchmark mode: Average time, time/op
# Benchmark: com.test.jmh.EscapeAnalysisTest.withoutEA

...

Benchmark                     Mode  Cnt           Score           Error  Units
EscapeAnalysisTest.withoutEA  avgt    3  3829083588.889 ± 204309555.709  ns/op

  • 与EA

代码语言：javascript
复制
# JMH version: 1.32
# VM version: JDK 17, Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM, 17+35-LTS-2724
# VM invoker: D:\Programs\JDK\jdk-17\bin\java.exe
# VM options: -Xlog:gc:withEA.gc.log -Xmx30M --enable-preview -javaagent:D:\Programs\JetBrains\IntelliJ IDEA 2021.2.2\lib\idea_rt.jar=62630:D:\Programs\JetBrains\IntelliJ IDEA 2021.2.2\bin -Dfile.encoding=UTF-8
# Blackhole mode: full + dont-inline hint
# Warmup: 3 iterations, 10 s each
# Measurement: 3 iterations, 10 s each
# Timeout: 10 min per iteration
# Threads: 1 thread, will synchronize iterations
# Benchmark mode: Average time, time/op
# Benchmark: com.test.jmh.EscapeAnalysisTest.withEA

...

Benchmark                  Mode  Cnt  Score   Error  Units
EscapeAnalysisTest.withEA  avgt    3  0.659 ± 0.442  ns/op

GC测井

无EA

代码语言：javascript
复制
[0.013s][info][gc] Using G1
[0.028s][info][gc] Using G1
[0.524s][info][gc] GC(0) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause) 13M->2M(30M) 4.725ms
[0.531s][info][gc] GC(1) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause) 14M->2M(30M) 3.718ms
[0.534s][info][gc] GC(2) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause) 15M->2M(30M) 0.345ms

...

[68.030s][info][gc] GC(15298) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause) 20M->2M(30M) 1.189ms
[68.035s][info][gc] GC(15299) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause) 20M->2M(30M) 1.272ms
[68.039s][info][gc] GC(15300) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause) 20M->2M(30M) 1.132ms
[68.044s][info][gc] GC(15301) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause) 20M->2M(30M) 1.044ms
[68.049s][info][gc] GC(15302) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause) 20M->2M(30M) 1.184ms

  • 与EA

代码语言：javascript
复制
[0.011s][info][gc] Using G1
[0.009s][info][gc] Using G1
[0.553s][info][gc] GC(0) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause) 13M->2M(30M) 5.623ms
[0.559s][info][gc] GC(1) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause) 14M->2M(30M) 3.804ms
[0.562s][info][gc] GC(2) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause) 15M->2M(30M) 0.309ms

...

[7.185s][info][gc] GC(1695) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause) 20M->2M(30M) 0.638ms
[7.189s][info][gc] GC(1696) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause) 20M->2M(30M) 0.524ms
[7.193s][info][gc] GC(1697) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause) 20M->2M(30M) 0.572ms
[7.196s][info][gc] GC(1698) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause) 20M->2M(30M) 0.370ms
[7.200s][info][gc] GC(1699) Pause Young (Normal) (G1 Evacuation Pause) 20M->2M(30M) 0.542ms

从测试结果可以看出：

Without EA

  • After
  1. With EA的运行时间是，比调用 withEA()的次数少得多(因为这个测试是在7.2s之后)，EA工作，然后GC不再发生。相反，withoutEA()发生GC整个时间.

由此得出的结论是EA工作并采取了一些措施来减少GC (可能是在堆栈上创建对象，或者一次性销毁堆上的对象)，从而使java程序更高效地运行。

票数 0
EN
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原文链接：

https://stackoverflow.com/questions/70223634

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