TLAB 是什麼？

全稱是 Thread Local Allocation Buffer，即線程本地分配緩存，是一個線程專用的內存分配區域。

 

1、Java對象的內存分配過程如何保證線程安全的？

由於堆是線程之間共享的，若是在併發場景中，兩個線程前後把對象的引用指向了同一個內存區域，怎麼辦？

 

爲了解決這個併發問題，對象的內存分配過程就必須進行同步控制，可是，不管使用哪一種方案（有多是CAS），都會影響內存的分配效率。然而對於 Java 來講對象的分配是高頻操做。

 

由此 HotSpot 虛擬機採用了這個方案：每一個線程在 Java 堆中預先分配一小塊內存，而後在給對象分配內存的時候，直接在本身的這塊」私有「內存中進行分配，當這部分用完以後，再分配新的」私有「內存。

 

這種方案被稱之爲 TLAB 分配。這部分 buffer 是從堆中劃分出來的，可是本地線程獨享的。

 

2、什麼是 TLAB

TLAB 是虛擬機在內存的 eden 區劃分出來的一塊專用空間，是線程專屬的。在啓用 TLAB 的狀況下，當線程被建立時，虛擬機會爲每一個線程分配一塊 TLAB 空間，只給當前線程使用，這樣每一個線程都單獨擁有一個空間，若是須要分配內存，就在本身的空間上分配，這樣就不存在競爭的狀況，能夠大大提升分配效率。

 

因此說，由於有了 TLAB 技術，堆內存並非完徹底全的線程共享，其中 eden 區中仍是有一部分空間是分配給線程獨享的。

 

注意：這裏 TLAB 的線程獨享是針對於分配動做，至於讀取、垃圾回收等工做是線程共享的，並且在使用上也沒什麼區別。

 

也就是說，雖然每一個線程在初始化時都會去堆內存中申請一塊 TLAB，並非說這個 TLAB 區域的內存其餘線程就徹底沒法訪問了，其餘線程的讀取仍是能夠的，只不過沒法在這個區域中分配內存而已。

 

而且，在 TLAB 分配以後，並不影響對象的移動和回收，也就是說，雖然對象剛開始可能經過 TLAB 分配內存，存放在 Eden 區，可是仍是會被垃圾回收或者被移到 S 區和老年代等。

 

還有一點須要注意的是，咱們說 TLAB 是在 eden 區分配的，由於 eden 區域自己就不太大，並且 TLAB 空間的內存也很是小，默認狀況下僅佔有整個 eden 空間的 1%。因此，必然存在一些大對象是沒法在 TLAB 直接分配。遇到 TLAB 中沒法分配的大對象，對象仍是可能在 eden 區或者老年代等進行分配的，可是這種分配就須要進行同步控制，這也是爲何咱們常常說：小的對象比大的對象分配起來更加高效。

 

3、TLAB 帶來的問題

主要問題就是由於 TLAB 空間過小致使的。

 

好比一個線程的 TLAB 空間有 100KB，其中已經使用了 80KB，當須要再分配一個 30KB 的對象時，就沒法直接在 TLAB 中分配，遇到這種狀況時有兩種處理方案：

1. 直接在堆內存中對該對象進行內存分配。
2. 廢棄當前的 TLAB，從新申請 TLAB 空間再次進行內存分配。

方案 1 的話，若是 TLAB 只剩下 1KB 的空間了，那麼後續的大多數對象都須要在堆內存中分配，方案 2 的話，有可能會有頻繁的廢棄 TLAB 申請 TLAB 的狀況。TLAB 內存本身從堆中進行分配時也是須要併發控制的，而頻繁的分配 TLAB 就失去了 TLAB 的意義了。

 

爲了解決這個問題，虛擬機定義了一個 refill_waste 的值，這個值能夠翻譯爲」最大浪費空間「。

 

當 TLAB 剩餘空間不足時，

1. 若請求分配的內存大於 refill_waste，會選擇在堆內存中分配。
2. 若請求分配的內存小於 refill_waste，會選擇廢棄當前的 TLAB，從新建立 TLAB 進行對象內存分配。
   

前面的例子中，TLAB總空間100KB，使用了80KB，剩餘20KB，若是設置的refill_waste的值爲25KB，那麼若是新對象的內存大於25KB，則直接堆內存分配，若是小於25KB，則會廢棄掉以前的那個TLAB，從新分配一個TLAB空間，給新對象分配內存。

 

4、相關參數

主要有三個參數：

1. -XX:+/-UseTLAB 用來控制是否開啓 TLAB。
2. -XX:TLABWasteTargetPercent 設置 TLAB 空間佔用 Eden 區的百分比大小，默認是 1%。
3. -XX:-ResizeTLAB 禁用自動調整 TLAB 的大小。默認狀況下，TLAB的空間會在運行時不斷調整，使系統達到最佳的運行狀態。
4. -XX:TLABSize 手動指定 TLAB 的大小。
5. -XX:TLABRefillWasteFraction 調整 refill_waste 參數，默認是64，表示使用 1/64 的 TALB 空間做爲 refill_waste 的值。
6. -XX:+PrintTLAB 跟蹤 TLAB 的使用狀況。