全网最硬核 JVM TLAB 分析 3. JVM EMA指望算法与TLAB相关JVM启动参数

今天，又是干货满满的一天。这是全网最硬核 JVM 系列的开篇，首先从 TLAB 开始。因为文章很长，每一个人阅读习惯不一样，因此特此拆成单篇版和多篇版

• 全网最硬核 JVM TLAB 分析（单篇版不包含额外加菜）
• 全网最硬核 JVM TLAB 分析 1. 内存分配思想引入
• 全网最硬核 JVM TLAB 分析 2. TLAB生命周期与带来的问题思考
• 全网最硬核 JVM TLAB 分析 3. JVM EMA指望算法与TLAB相关JVM启动参数
• 全网最硬核 JVM TLAB 分析 4. TLAB 基本流程全分析
• 全网最硬核 JVM TLAB 分析 5. TLAB 源代码全解析
• 全网最硬核 JVM TLAB 分析 6. TLAB 相关热门Q&A汇总
• 全网最硬核 JVM TLAB 分析(额外加菜) 7. TLAB 相关 JVM 日志解析
• 全网最硬核 JVM TLAB 分析(额外加菜) 8. 经过 JFR 监控 TLAB

6. JVM 中的指望计算 EMA

在上面提到的 TLAB 大小设计的时候，咱们常常提到指望。这个指望是根据历史数据计算得出的，也就是每次输入采样值，根据历史采样值得出最新的指望值。不只 TLAB 用到了这种指望计算，GC 和 JIT 等等 JVM 机制中都用到了。这里咱们来看一种 TLAB 中常常用到的 EMA（Exponential Moving Average 指数平均数） 算法：

EMA 算法的核心在于设置合适的最小权重，咱们假设一个场景：首先采样100个 100（算法中的前 100 个是为了排除不稳定的干扰，咱们这里直接忽略前 100 个采样），以后采样 50 个 2，最后采样 50 个 200，对于不一样的最小权重，来看一下变化曲线。

能够看出，最小权重越大，变化得越快，受历史数据影响越小。根据应用设置合适的最小权重，可让你的指望更加理想。

这块对应的源代码：gcUtil.hpp 的 AdaptiveWeightedAverage 类。

7. TLAB 相关的 JVM 参数

这里仅仅是列出来，并附上简介，看不懂不要紧，以后会有详细分析，帮助你理解每个参数。等你理解后，这个小章节就是你的工具书啦~~ 如下参数以及默认值基于 OpenJDK 17

7.1. TLABStats（已过时）

从 Java 12 开始已过时，目前已经没有相关的逻辑了。以前是用于 TLAB 统计数据从而更好地伸缩 TLAB 可是性能消耗相对较大，可是如今主要经过 EMA 计算了。

7.2. UseTLAB

说明：是否启用 TLAB，默认是启用的。

默认：true

举例：若是想关闭：-XX:-UseTLAB

7.3. ZeroTLAB

说明：是否将新建立的 TLAB 内的全部字节归零。咱们建立一个类的时候，类的 field 是有默认值的，例如 boolean 是 false，int 是 0 等等，实现的方式就是对分配好的内存空间赋 0。设置 ZeroTLAB 为 true 表明在 TLAB 申请好的时候就赋 0，不然会在分配对象并初始化的时候赋 0.讲道理，因为 TLAB 分配的时候会涉及到 Allocation Prefetch 优化 CPU 缓存，在 TLAB 分配好以后马上更新赋 0 对于 CPU 缓存应该是更友好的，而且，若是 TLAB 没有用满，填充的 dummy object 其实依然是 0 数组，至关于大部分不用改。这么看来，开启应该更好。可是ZeroTLAB 默认仍是不开启的。

默认：false

举例：-XX:+ZeroTLAB

7.4. ResizeTLAB

说明：TLAB 是不是可变的，默认为是，也就是会根据线程历史分配数据相关 EMA 计算出每次指望 TLAB 大小并以这个大小为准申请 TLAB。

默认：true

举例：若是想关闭：-XX:-ResizeTLAB

7.5. TLABSize

说明：初始 TLAB 大小。单位是字节

默认：0， 0 就是不主动设置 TLAB 初始大小，而是经过 JVM 本身计算每个线程的初始大小

举例：-XX:TLABSize=65536

7.6. MinTLABSize

说明：最小 TLAB 大小。单位是字节

默认：2048

举例：-XX:TLABSize=4096

7.7. TLABAllocationWeight

说明： TLAB 初始大小计算和线程数量有关，可是线程是动态建立销毁的。因此须要基于历史线程个数推测接下来的线程个数来计算 TLAB 大小。通常 JVM 内像这种预测函数都采用了 EMA 。这个参数就是 图06 中的最小权重，权重越高，最近的数据占比影响越大。TLAB 从新计算大小是根据分配比例，分配比例也是采用了 EMA 算法，最小权重也是 TLABAllocationWeight

默认：35

举例：-XX:TLABAllocationWeight=70

7.8. TLABWasteTargetPercent

说明：TLAB 的大小计算涉及到了 Eden 区的大小以及能够浪费的比率。TLAB 浪费指的是上面提到的从新申请新的 TLAB 的时候老的 TLAB 没有分配的空间。这个参数其实就是 TLAB 浪费占用 Eden 的百分比，这个参数的做用会在接下来的原理说明内详细说明

默认：1

举例：-XX:TLABWasteTargetPercent=10

7.9. TLABRefillWasteFraction

说明： 初始最大浪费空间限制计算参数，初始最大浪费空间限制 = 当前指望 TLAB 大小 / TLABRefillWasteFraction

默认：64

举例：-XX:TLABRefillWasteFraction=32

7.10. TLABWasteIncrement

说明： 最大浪费空间限制并非不变的，在发生 TLAB 缓慢分配的时候（也就是当前 TLAB 空间不足以分配的时候），会增长最大浪费空间限制。这个参数就是 TLAB 缓慢分配时容许的 TLAB 浪费增量。单位不是字节，而是 MarkWord 个数，也就是 Java 堆的内存最小单元，64 位虚拟机的状况下，MarkWord 大小为 3 字节。

默认：4

举例：-XX:TLABWasteIncrement=4