JVM 详解之: 汇编角度理解本地变量的生命周期

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发布于: 2020 年 07 月 29 日
JVM详解之:汇编角度理解本地变量的生命周期

简介

java方法中定义的变量,它的生命周期是什么样的呢?是不是一定要等到方法结束,这个创建的对象才会被回收呢?



带着这个问题我们来看一下今天的这篇文章。



本地变量的生命周期

在类中,变量类型有类变量,成员变量和本地变量。



本地变量指的是定义在方法中的变量,如果我们在方法中定义了一个变量,那么这个变量的生命周期是怎么样的呢?



举个例子:



public void test(){
Object object = new Object();
doSomeThingElse(){
...
}
}




在上面的test方法中,定义了一个object本地变量,然后又执行了一个方法。



因为在java中,我们无法直接控制对象的生命周期,对象的回收是由垃圾回收器自动进行的。



通常来说这个object对象会维持到整个test执行结束才会被回收。



现在我们考虑一个特殊的情况,如果doSomeThingElse这个方法是一个while循环,并且永远不会结束,那么这个创建出来的object对象会不会被回收呢?还是一直都存在内存中?



先说我们的结论,JVM非常智能,可以检测出来这种情况,将object对象进行回收。



举例说明

为了能够更好的说明问题,我们自定义一个Test对象,并在其创建和被回收之前打印相应的信息。



public static class Test {
public Test() {
System.out.println("创建对象 " + this);
}

public void test() {
System.out.println("测试对象 " + this);
}

@Override
protected void finalize() throws Throwable {
System.out.println("回收对象 " + this);
}
}





然后做两个测试,第一个测试没有无限循环,第二个测试保持无限循环,循环通过一个volatile变量flag来控制:



public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
System.out.println("开始测试1");
resetFlag();
flag = true;
testLocalVariable();

System.out.println("等待Test1结束");
Thread.sleep(10000);

System.out.println("开始测试2");
flag = true;
testLocalVariable();
}




看一下testLocalVariable方法的定义:



public static void testLocalVariable() {
Test test1 = new Test();
Test test2 = new Test();
while (flag) {
// 啥都不做
}
test1.test();
}




然后我们再启动一个线程做定时的GC。好了一切就绪,我们运行吧:



开始测试1
创建对象 com.flydean.LocalVariableReachability$Test@119d7047
创建对象 com.flydean.LocalVariableReachability$Test@776ec8df
回收对象 com.flydean.LocalVariableReachability$Test@776ec8df
测试对象 com.flydean.LocalVariableReachability$Test@119d7047
等待Test1结束
回收对象 com.flydean.LocalVariableReachability$Test@119d7047

开始测试2
创建对象 com.flydean.LocalVariableReachability$Test@4eec7777
创建对象 com.flydean.LocalVariableReachability$Test@3b07d329
回收对象 com.flydean.LocalVariableReachability$Test@3b07d329




先看测试1的结果,我们可以看到第二个对象在调用test1.test()之前就被回收了。



再看测试2的结果,我们可以看到第二个对象同样被回收了。



结果说明了JVM是足够智能的,可以自行优化本地变量的生命周期。



优化的原因

我们考虑一下,JVM是在什么阶段对本地变量的生命周期进行优化的呢?



很明显,这个优化不是在编译期间进行的,而是在运行期中进行的优化。



我们使用-XX:+PrintAssembly分析一下汇编代码:





首先说明,本人的汇编语言还是很多年前学过的,如果解释起来有错误的地方,请多多指正。



先说两个概念rbx和r10都是64位CPU的寄存器,r10d是r10的低32位。



先看红框1, 红框1表示rbx中保存的是我们定义的LocalVariableReachability类中的一个Test对象。



再看红框2,红框2表示r10现在保存的是LocalVariableReachability这个类实例。



红框3表示的是进入while循环的时候,ImutableOopMap中存储的对象,大家可以看到里面只有r10和rbx,也就是说只有类实例和其中的一个Test实例。



红框4是什么呢?红框4表示的是一个safe point,也就是垃圾回收的时候的安全点。在这个安全点上如果有不再被使用的对象就会被回收。



因为ImutableOopMap中只存有两个对象,那么剩下的一个Test实例就会被回收。



总结

本文介绍了本地变量的生命周期,并在汇编语言的角度对其进行了解释,如有错误欢迎指正。



本文作者:flydean程序那些事

本文链接:http://www.flydean.com/jvm-local-variable-reachability/

本文来源:flydean的博客

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