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逃逸分析
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。它涉及到指针分析和形状分析。 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它执行线程中，或是返回到调用者子程序。如果使用尾递归优化（通常在函数编程语言中是需要的），对象也可以看作逃逸到被调用的子程序中。如果一种语言支持第一类型的续体在Scheme和新泽西Standard ML中同样如此），部分调用栈也可能发生逃逸。 如果一个子程序分配一个对象并返回一个该对象的指针，该对象可能在程序中被访问到的地方无法确定——这样指针就成功“逃逸”了。如果指针存储在全局变量或者其它数据结构中，因为全局变量是可以在当前子程序之外访问的，此时指针也发生了逃逸。 逃逸分析确定某个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。 优化编译器可以使用逃逸分析的结果作为优化的基础：[1]
实际问题在面向对象的编程语言中，动态编译器特别适合使用逃逸分析。在传统的静态编译中，方法重写使逃逸分析变得不可能，任何调用方法可能被一个允许指针逃逸的版本重写。动态编译器可以使用重载信息来执行逃逸分析，并且当相关方法被动态代码加载重写时，会重新执行分析。[1] Java编程语言的流行使得逃逸分析成为一个研究热点。Java的堆分配、内置线程和Sun HotSpot动态编译器的结合创建了一个关于逃逸分析优化的候选平台。逃逸分析最早是在Java标准版6中实现的。 例子 (Java)class Main {
public static void main(String[] args) {
example();
}
public static void example() {
Foo foo = new Foo(); //alloc
Bar bar = new Bar(); //alloc
bar.setFoo(foo);
}
}
class Foo {}
class Bar {
private Foo foo;
public void setFoo(Foo foo) {
this.foo = foo;
}
}
在这个示例中，创建了两个对象(用alloc注释)，其中一个作为方法的参数。方法setFoo()接收到foo参数后，保存Foo对象的引用。如果Bar对象保存在堆中，那么Foo的引用将逃逸。但在这种情况下，编译器可以使用逃逸分析确定Bar对象本身并没有逃逸example()的调用。这意味着Foo引用无法逃逸。因此，编译器可以安全地在栈上分配两个对象。 例子（Scheme）在接下来的例子中，向量p不逃入g，所以它可以分配在栈上，然后在调用g之前从栈中删除。 (define (f x)
(let ((p (make-vector 10000)))
(fill-vector-with-good-stuff p)
(g (vector-ref p 7023))))
然而，如果有 (define (f x)
(let ((p (make-vector 10000)))
(fill-vector-with-good-stuff p)
(g p)))
然后p需要分配在堆上或(如果当f被编译时，编译器知道g )分配在栈上，如此需要做出改变，即在g被调用时，可以保持g。 如果计算续体（continuations）用于实现异常控制结构，逃逸分析通常可以发现以避免必须分配一个计算续体（continuation）并复制调用栈。例如，在 ;;读取用户输入的scheme对象。如果所有的数字,
;;返回一个列表,有序包含所有。如果用户输入一个
;;不是一个数字,立即返回#f。
(define (getnumlist)
(call/cc (lambda (continuation)
(define (get-numbers)
(let ((next-object (read)))
(cond
((eof-object? next-object) '())
((number? next-object) (cons next-object (get-numbers)))
(else (continuation #f)))))
(get-numbers))))
逃逸分析确定，被call/cc捕获的continuation不会逃逸，所以没有continuation结构需要被分配，唤醒continuation可以通过删除栈来实现。 参考资料 |
