关于栈上分配和TLAB的理解


引言

我们知道,一般在java程序中,new的对象是分配在堆空间中的,但是实际的情况是,大部分的new对象会进入堆空间中,而并非是全部的对象,还有另外两个地方可以存储new的对象,我们称之为栈上分配以及TLAB


栈上分配

为什么需要栈上分配

在我们的应用程序中,其实有很多的对象的作用域都不会逃逸出方法外,也就是说该对象的生命周期会随着方法的调用开始而开始,方法的调用结束而结束,对于这种对象,是不是该考虑将对象不在分配在堆空间中呢?

因为一旦分配在堆空间中,当方法调用结束,没有了引用指向该对象,该对象就需要被gc回收,而如果存在大量的这种情况,对gc来说无疑是一种负担。

什么是栈上分配

因此,JVM提供了一种叫做栈上分配的概念,针对那些作用域不会逃逸出方法的对象,在分配内存时不在将对象分配在堆内存中,而是将对象属性打散后分配在栈(线程私有的,属于栈内存)上,这样,随着方法的调用结束,栈空间的回收就会随着将栈上分配的打散后的对象回收掉,不再给gc增加额外的无用负担,从而提升应用程序整体的性能

栈上分配如何开启

栈上分配需要有一定的前提

  • 开启逃逸分析 (-XX:+DoEscapeAnalysis)

逃逸分析的作用就是分析对象的作用域是否会逃逸出方法之外,再server虚拟机模式下才可以开启(jdk1.6默认开启)

  • 开启标量替换 (-XX:+EliminateAllocations)

标量替换的作用是允许将对象根据属性打散后分配再栈上,默认该配置为开启

如何查看逃逸分析的筛选结果

可以通过配置 -XX:+PrintEscapeAnalysis 开启打印逃逸分析筛选结果


TLAB

可能很多人会有疑惑,已经提供了栈上分配,为什么还要有什么TLAB,甚至混淆了两者之间的差别,包括我自己,之前也存在很多疑惑,下面为大家揭开原因

为什么需要TLAB

我们知道,对象分配在堆上,而堆是一个全局共享的区域,当多个线程同一时刻操作堆内存分配对象空间时,就需要进行同步,而同步带来的效果就是对象分配效率变差(尽管JVM采用了CAS的形式处理分配失败的情况),但是对于存在竞争激烈的分配场合仍然会导致效率变差。

什么是TLAB

全称叫做:Thread Local Allocation Buffer 即线程本地分配缓存

那么能不能构造一种线程私有的堆空间,哪怕这块堆空间特别小,但是只要有,就可以每个线程在分配对象到堆空间时,先分配到自己所属的那一块堆空间中,避免同步带来的效率问题,从而提高分配效率

如何开启TLAB

JVM默认开启了TLAB功能,也可以使用-XX: +UseTLAB 显示开启

如何观察TLAB使用情况

JVM提供了-XX:+PrintTLAB 参数打开跟踪TLAB的使用情况

如何调整TLAB默认大小

-XX:TLABSize 通过该参数指定分配给每一个线程的TLAB空间的大小

总结一下TLAB:

需要TLAB的原因就是提高对象在堆上的分配效率而采用的一种手段,就是给每个线程分配一小块私有的堆空间,即TLAB是一块线程私有的堆空间(实际上是Eden区中划出的)


栈上分配和TLAB对比

名称 针对点 处于对象分配流程的位置
栈上分配 避免gc无谓负担 1
TLAB 加速堆上对象的分配 2

对象分配流程图

图片摘自实战Java虚拟机一书

对象分配流程图

总结

通过以上分析,弄懂了关于栈上分配和TLAB,也希望可以为阅读本文的小伙伴带来一些帮助吧

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