java虚拟机中容易和JVM栈上分配混淆的TLAB上分配

原创 码农  2020-01-03 11:07:49  阅读 822 次 评论 0 条

今天介绍一个容易跟JVM栈上分配混淆的 TLAB 上分配。

1. TLAB 上分配

Java 程序会极其频繁的创建对象并为对象分配内存空间,一般情况下对象是分配在堆上的,堆又是全局共享的,所以会存在这样一个问题:多个线程同时在堆上申请空间,而堆要同步处理,导致性能下降。

为了解决这个问题,Java 虚拟机提供了 TLAB 分配。TLAB 全称是 Thread Local Allocation Buffer,线程本地分配缓存,是一个线程私有的内存分配区域。

虚拟机在 eden 区为每一个线程分配一块线程专用的内存区域 TLAB 区域。这样多个线程同时在堆上申请空间时,可以直接在当前线程自己的 TLAB 区域分配对象,不必等待堆同步处理,提高了效率。

设置参数:-XX:+UseTLAB:打开 TLAB(默认是开启的)。

TLAB 空间的内存非常小,默认情况下仅占有整个 Eden 空间的 1%,当然可以通过选项-XX:TLABWasteTargetPercent 设置 TLAB 空间所占用 Eden 空间的百分比大小。

2. TLAB 上分配举例

如下代码,记录分配 100000000 个 byte 数组对象花费的时间:

public class TLABTest {
    public static void main(String[] args) {
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 100000000; i++) {
            byte[] b = new byte[2];
            b[0] = 1;
        }
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(endTime - startTime);
    }
}

设置如下参数,开启 TLAB,花费时间 527ms

-XX:+UseTLAB -XX:-DoEscapeAnalysis -server

-XX:+UseTLAB:开启TLAB
-XX:-DoEscapeAnalysis:禁用逃逸分析,避免栈上分配的影响

设置如下参数,关闭 TLAB,花费时间 1166ms

-XX:-UseTLAB -XX:-DoEscapeAnalysis -server

-XX:-UseTLAB:关闭TLAB
-XX:-DoEscapeAnalysis:禁用逃逸分析,避免栈上分配的影响

3. 对象分配优先级

优先级排序:栈上分配 > TLAB 上分配 > eden 区 > 老年代

  1. 创建对象时,经过逃逸分析,确定对象是在栈上分配还是在堆上分配;
  2. 栈上分配失败或本身就是堆上分配的对象,先尝试 TLAB 上分配;
  3. TLAB 上分配失败,尝试新生代 eden 区分配;
  4. eden 区分配失败,分配至老年代。
java虚拟机中容易和JVM栈上分配混淆的TLAB上分配 java虚拟机中容易和JVM栈上分配混淆的TLAB上分配 架构

4. 总结

栈上分配 VS TLAB 上分配

  • 栈上分配:将线程私有的不可能被其他线程访问的对象打散分配在栈上,而不是分配在堆上。
  • TLAB 上分配:虚拟机在 eden 区为每一个线程分配一块线程专用的内存区域 TLAB 区域。当多个线程同时在堆上申请空间时,可以直接在当前线程自己的 TLAB 区域分配对象,不必等待堆同步处理,提高了效率。
  • 栈上分配 优先于 TLAB 上分配

参考资料

  1. 《深入理解 Java 虚拟机(第 2 版) : JVM 高级特性与最佳实践》
  2. 《实战 Java 虚拟机 : JVM 故障诊断与性能优化》
本文地址:https://www.itcodeit.com/post/40.html
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