在TLAB（线程本地分配缓存）上分配对象

爱被打了一巴掌 2022-12-16 06:16 224阅读 0赞

**目录**

使用TLAB性能差异

示例

分配策略

Java对象分配过程

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JVM的Thread Local Allocation Buffer，即TLAB线程本地分配缓存，作用是加速分配对象空间，以前的日志里说到对于一些线程私有的对象，由于不会发生对象逃逸，所以JVM会以栈上分配的方式将对象空间分配到栈空间中，这样当方法调用完成后对象就会因离开了作用域而跟着一起被销毁，不需要等待GC来回收，而对于一些会发生逃逸的对象，例如类的成员变量，因为它们可能被其他线程访问，所以JVM会将其分配在堆空间中。但是，JVM堆空间是全局共享的，如果某些情况下出现许多线程不停分配对象在堆空间中（堆空间分配对象内存操作是同步操作），会降低程序的运行效率，为了解决该问题，JVM为每一个线程在初始化时先单独分配一块Buffer，该空间是线程私有的，当线程执行时需要为对象分配内存时，就是用自己的Buffer空间分配，这样就解决了多线程因共用同一JVM堆空间而产生的同步操作冲突问题。要注意的是，TLAB使用的堆内存空间其实还是eden区的，即新生代对象初始化时存放的eden区，也就是说，TLAB只是让每一个线程有自己私有的指针，分配对象内存时使用自己的私有的指针，别的线程无法利用这片区域，为对象分配完内存后，在整个eden区内无论哪个线程分配的对象都还是所有其他线程可访问的（感觉这里表述的不太好，总的来说就是，TLAB给了线程私有的分配空间的权利，这样就不会出现多线程使用同一堆空间分配对象空间时，因每一次分配都要同步操作而影响了程序执行效率。但是线程分配空间的对象在堆空间eden区内还是其他线程可见的）。如果TLAB一开始为线程分配的Buffer用完了，那么可以继续从eden区再分配一块空间给线程，可以看到，TLAB的作用就是加快了对象的内存分配过程。

## 使用TLAB性能差异 ##

TLAB默认情况下是开启的，你也可以用参数-XX:-UseTLAB来关闭使用TLAB，来看下使用与否两者在性能上的差异。

### 示例 ###

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程序很简单，就是不断分配数组对象空间，然后记录程序运行的时间：

![20201019100620529.PNG][]

可以看到，使用-XX:+UseTLAB参数执行程序，运行时间比关闭TLAB快，原因上面说了，使用TLAB为每个线程分配私有的Buffer空间，线程需要为对象分配内存时，可以使用自己的私有指针，不会产生锁和同步操作，如果不使用TLAB，那么所有线程为对新分配内存都要到共享的eden区堆空间中（TLAB也是共享eden区堆空间，只是Buffer的使用是线程独占的），这会产生大量的同步操作，程序执行效率自然就低了。

## 分配策略 ##

Java程序运行过程通常有大量的对象分配内存和回收操作，所以线程中分配的Buffer空间不会太大，毕竟这部分空间是从eden区里拿来的，由于TLAB空间较小，对于一些大对象，无法分配到线程的TLAB中，JVM会把它们分配回eden堆空间中，总结一下TLAB的分配策略：如果分配的对象大小比Buffer空间小，则分配到线程的TLAB中，如果当前的TLAB不足以容纳新的对象创建，JVM不会重新去申请一块新的Buffer，而是把对象分配回大家共享的eden区堆空间上，自己的TLAB中剩余空间留下来待下次为可容纳的分配对象空间时再使用。在JVM内部有一个参数refill\_waste专门用来判断对象是分配到线程的TLAB中还是堆空间中，显然当新创建对象的大小大于refill\_waste的值时，JVM会把对象分配到堆空间中，如果对象大小小于refill\_waste的值，JVM则会舍弃当前的TLAB空间，重新请求新的TLAB空间来为对象分配空间。这个refill\_waste值是动态改变的，refill表示线程的TLAB空间重新分配和填充的次数，waste表示的是空间浪费的比例。

## Java对象分配过程 ##

TLAB作为优化手段，JVM为对象分配内存时并不是第一时间就是用它的，对象分配的的大致流程是这样：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2p1c3RpbnplbmdUTQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

对于开启了栈上分配，那么就优先进行栈上分配，JVM会对线程进行逃逸判断，判断出线程内的对象是否可能被其他线程访问，如果可以，则将其分配到堆中，否则分配到线程的栈数据区上。不符合栈上分配的，就跳转到TLAB分配，判断线程的TLAB剩余空间能否容纳新创建的对象，如果空间不足，例如有大对象创建，那么TLAB就进入慢分配，即把大对象分配到堆空间上。对于满足了进入老年代的对象，JVM会直接在老年代空间中分配空间，否则就在eden区里分配。

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