详解JVM中对象的分配

概述

通常在java中创建一个对象，大家都认为是在堆中创建。 在jdk6开始有逃逸分析，标量替换等技术，关于在堆中创建对象不再绝对。

栈上分配

逃逸分析

逃逸分析是一种分析技术，分析对象的动态作用域，供其他优化措施提供依据。比如分析一个对象不会逃逸到方法之外或线程之外，其它优化措施（栈上分配，标量替换等）根据逃逸程度进行优化。

逃逸分析示例

public class EscapeAnalysis {
  public Person p;
  /**
   * 发生逃逸，对象被返回到方法作用域以外，被方法外部，线程外部都可以访问
   */
  public void escape(){
    p = new Person(26, "TomCoding escape");
  }

  /**
   * 不会逃逸，对象在方法内部
   */
  public String noEscape(){
    Person person = new Person(26, "TomCoding noEscape");
    return person.name;
  }
}
static class Person {
  public int age;
  public String name;

  ... // 省略构造方法
}

标量替换是什么

标量可以理解成一种不可分解的变量，如java内部的基本数据类型、引用类型等。 与之对应的聚合量是可以被拆解的，如对象。
当通过逃逸分析一个对象只会作用于方法内部，虚拟机可以通过使用标量替换来进行优化。
比如上述noEscape()方法中person对象只会在方法内部，通过标量替换技术得到如下伪码：

/**
 * 不会逃逸，对象在方法内部
 */
public String noEscape(){
  int age = 26;
  String name = "TomCoding noEscape";
  return name;
}

TLAB分配

为每一个线程预先在 Eden 区分配一块儿内存，JVM 在给线程中的对象分配内存时，首先在 TLAB 分配，当对象大于 TLAB 中的剩余内存或 TLAB 的内存已用尽时，再采用上述的 CAS 进行内存分配

TLAB 分配

　　TLAB，全称Thread Local Allocation Buffer, 即：线程本地分配缓存。这是一块线程专用的内存分配区域。TLAB占用的是eden区的空间。在TLAB启用的情况下（默认开启），JVM会为每一个线程分配一块TLAB区域。

为什么需要TLAB？

　　这是为了加速对象的分配。由于对象一般分配在堆上，而堆是线程共用的，因此可能会有多个线程在堆上申请空间，而每一次的对象分配都必须线程同步，会使分配的效率下降。考虑到对象分配几乎是Java中最常用的操作，因此JVM使用了TLAB这样的线程专有区域来避免多线程冲突，提高对象分配的效率。

局限性： TLAB空间一般不会太大（占用eden区），所以大对象无法进行TLAB分配，只能直接分配到堆上。

分配策略：

　　一个100KB的TLAB区域，如果已经使用了80KB，当需要分配一个30KB的对象时，TLAB是如何分配的呢？

　 此时，虚拟机有两种选择：第一，废弃当前的TLAB（会浪费20KB的空3.4 间）；第二，将这个30KB的对象直接分配到堆上，保留当前TLAB（当有小于20KB的对象请求TLAB分配时可以直接使用该TLAB区域）。

　　JVM选择的策略是：在虚拟机内部维护一个叫refill_waste的值，当请求对象大于refill_waste时，会选择在堆中分配，反之，则会废弃当前TLAB，新建TLAB来分配新对象。

　　【默认情况下，TLAB和refill_waste都是会在运行时不断调整的，使系统的运行状态达到最优。】