对象实例化之后一定会存放在堆内存中？

目录

前言

实验得出的结论

逃逸分析的概念

逃逸的情况下对象实例化之后存放

测试不逃逸的情况下对象实例化的存放(占用内存大)

测试不逃逸的情况下对象实例化的存放(占用内存小)

测试对象从栈内存转移到堆内存

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前言

最近在学JVM，学到内存结构的时候产生一个疑问。

疑问主要来自这样一句话:"所有的对象实例以及数组都应当在堆上分配——《Java虚拟机规范》"

乍一看好像没什么，仔细一想，前面说的栈内存是线程私有，也就是说在方法体里面，局部变量是线程私有的也就是存放于栈内存里面。但是如果在方法体里面创建对象，让对象实例化呢？

于是动手做起了小实验

期间用到了几个命令:

jps -->查看运行中的线程id
jmap -heap 线程id  -->查看堆内存情况

实验得出的结论

1.实例化后存在堆中的情况

• 作为共享变量，需要被其它线程使用，所以是在堆内存之中。

• 作为局部变量但是有发生逃逸的情况(return 出去了或者是作为参数传进来)

• 作为局部变量但是占用内存空间较大(超出栈内存)

2.实例化对象后存在栈中的情况

• 作为局部变量并且不发生逃逸现象，并且占用内存空间不能超出栈内存限制。

所以说，对象实例化之后不一定会存放于堆内存之中，也可能被优化存放于栈内存之中。

逃逸分析的概念

先以官方的形式来说下什么是逃逸分析。逃逸分析就是：一种确定指针动态范围的静态分析，它可以分析在程序的哪些地方可以访问到指针。

在JVM的即时编译语境下，逃逸分析将判断新建的对象是否逃逸。即时编译判断对象是否逃逸的依据：一种是对象是否被存入堆中（静态字段或者堆中对象的实例字段），另一种就是对象是否被传入未知代码。

逃逸的情况下对象实例化之后存放

经过测试，发现如果后续没有其它线程参与使用共享变量的情况下，JVM总是不会对堆内存有想法。

测试了对象实例化之后return逃逸出当前方法，如果没有其它线程使用的话，堆内存仍然没有什么变化。

只有当对象实例化之后，被其它线程使用的情况下它才会跑到堆内存里面去。

// TODO: 2022/8/4 测试逃逸的情况下对象实例化的存放(return list)
public static List testHeap3() throws InterruptedException {
    System.out.println("new了对象之前...");//jps 命令查看线程id
    Thread.sleep(20000);
    List<String>list=new ArrayList<>(10);
    String a="hello ";
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        list.add(a);
        a=a + a;
    }
    System.out.println("准备return了...");//jmap -heap id
    Thread.sleep(20000);
    return list;
}

main方法:

private static List<String>list;
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    list=testHeap3();
    new Thread(()->{
        try {
            System.out.println("准备使用共享变量..");
            Thread.sleep(10000);
            for (String s : list) {
                System.out.println(s);
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }).start();
​
}

1.没有其它线程参与之前

2.其它线程参与之后

 

 

测试不逃逸的情况下对象实例化的存放(占用内存大)

使用比较大的空间测试

结论: 不逃逸的情况下，虽然是线程私有，但是由于实例化对象的时候发现栈内存不足以存放该对象，所以还是分配到堆中创建，因为10MB早已超出栈内存

public static void testHeap1() throws InterruptedException {
    System.out.println("new了对象之前...");//jps 命令查看线程id
    Thread.sleep(20000);
    byte[] bys=new byte[1024 * 1024 *10];//10MB 堆中创建
    System.out.println("new了对象之后...");//jmap -heap id
    Thread.sleep(20000);
​
}

1.

 

2.

 

测试不逃逸的情况下对象实例化的存放(占用内存小)

如果new的对象占用空间比较小呢?-->会被JIT即时编译器优化在栈中运行

public static void testHeap1() throws InterruptedException {
    System.out.println("new了对象之前...");//jps 命令查看线程id
    Thread.sleep(20000);
    byte[] bys=new byte[256]; //256b  -->优化到栈中创建
    System.out.println("new了对象之后...");//jmap -heap id
    Thread.sleep(20000);
​
}

1.

 

2.

 

测试对象从栈内存转移到堆内存

如果一开始是在栈里面，有没有可能后期转移到堆中呢？

猜想: 如果占用内存变大，是会转移过去的

测试代码:

// TODO: 2022/8/4 测试堆内存溢出的现象
public static void testHeap2() throws InterruptedException {
    System.out.println("new了对象之前...");//jps 命令查看线程id
    Thread.sleep(20000);
    List<String>list=new ArrayList<>();
    System.out.println("new了对象之后...");//jmap -heap id
    Thread.sleep(20000);
    String a="hello ";
    int i=0;
    try {
        while (true){
            list.add(a);
            a=a + a;
            i++;
            if (i==20){
                System.out.println("达到20次了...");//todo 此时再查发现 以及从栈内存转移到堆内存中了
                Thread.sleep(20000);
            }
        }
    }catch (OutOfMemoryError e){
        e.printStackTrace();
        System.out.println(i);
    }
​
}

1.一开始对象实例化之前，栈内存占用情况

 

2.对象实例化之后，堆内存占用情况

 

可以看到堆内存占用情况没有改变，说明此时实例化是在栈内存中。

3.当循环了20次之后，占用空间已经不小了，此时已经被转移到堆内存

 

4.由于是死循环，最后抛出异常是堆内存溢出