TLAB 是什么？

全称是 Thread Local Allocation Buffer，即线程本地分配缓存，是一个线程专用的内存分配区域。

 

1、Java对象的内存分配过程如何保证线程安全的？

由于堆是线程之间共享的，若是在并发场景中，两个线程前后把对象的引用指向了同一个内存区域，怎么办？

 

为了解决这个并发问题，对象的内存分配过程就必须进行同步控制，可是，不管使用哪一种方案（有多是CAS），都会影响内存的分配效率。然而对于 Java 来讲对象的分配是高频操做。

 

由此 HotSpot 虚拟机采用了这个方案：每一个线程在 Java 堆中预先分配一小块内存，而后在给对象分配内存的时候，直接在本身的这块”私有“内存中进行分配，当这部分用完以后，再分配新的”私有“内存。

 

这种方案被称之为 TLAB 分配。这部分 buffer 是从堆中划分出来的，可是本地线程独享的。

 

2、什么是 TLAB

TLAB 是虚拟机在内存的 eden 区划分出来的一块专用空间，是线程专属的。在启用 TLAB 的状况下，当线程被建立时，虚拟机会为每一个线程分配一块 TLAB 空间，只给当前线程使用，这样每一个线程都单独拥有一个空间，若是须要分配内存，就在本身的空间上分配，这样就不存在竞争的状况，能够大大提升分配效率。

 

因此说，由于有了 TLAB 技术，堆内存并非完彻底全的线程共享，其中 eden 区中仍是有一部分空间是分配给线程独享的。

 

注意：这里 TLAB 的线程独享是针对于分配动做，至于读取、垃圾回收等工做是线程共享的，并且在使用上也没什么区别。

 

也就是说，虽然每一个线程在初始化时都会去堆内存中申请一块 TLAB，并非说这个 TLAB 区域的内存其余线程就彻底没法访问了，其余线程的读取仍是能够的，只不过没法在这个区域中分配内存而已。

 

而且，在 TLAB 分配以后，并不影响对象的移动和回收，也就是说，虽然对象刚开始可能经过 TLAB 分配内存，存放在 Eden 区，可是仍是会被垃圾回收或者被移到 S 区和老年代等。

 

还有一点须要注意的是，咱们说 TLAB 是在 eden 区分配的，由于 eden 区域自己就不太大，并且 TLAB 空间的内存也很是小，默认状况下仅占有整个 eden 空间的 1%。因此，必然存在一些大对象是没法在 TLAB 直接分配。遇到 TLAB 中没法分配的大对象，对象仍是可能在 eden 区或者老年代等进行分配的，可是这种分配就须要进行同步控制，这也是为何咱们常常说：小的对象比大的对象分配起来更加高效。

 

3、TLAB 带来的问题

主要问题就是由于 TLAB 空间过小致使的。

 

好比一个线程的 TLAB 空间有 100KB，其中已经使用了 80KB，当须要再分配一个 30KB 的对象时，就没法直接在 TLAB 中分配，遇到这种状况时有两种处理方案：

1. 直接在堆内存中对该对象进行内存分配。
2. 废弃当前的 TLAB，从新申请 TLAB 空间再次进行内存分配。

方案 1 的话，若是 TLAB 只剩下 1KB 的空间了，那么后续的大多数对象都须要在堆内存中分配，方案 2 的话，有可能会有频繁的废弃 TLAB 申请 TLAB 的状况。TLAB 内存本身从堆中进行分配时也是须要并发控制的，而频繁的分配 TLAB 就失去了 TLAB 的意义了。

 

为了解决这个问题，虚拟机定义了一个 refill_waste 的值，这个值能够翻译为”最大浪费空间“。

 

当 TLAB 剩余空间不足时，

1. 若请求分配的内存大于 refill_waste，会选择在堆内存中分配。
2. 若请求分配的内存小于 refill_waste，会选择废弃当前的 TLAB，从新建立 TLAB 进行对象内存分配。
   

前面的例子中，TLAB总空间100KB，使用了80KB，剩余20KB，若是设置的refill_waste的值为25KB，那么若是新对象的内存大于25KB，则直接堆内存分配，若是小于25KB，则会废弃掉以前的那个TLAB，从新分配一个TLAB空间，给新对象分配内存。

 

4、相关参数

主要有三个参数：

1. -XX:+/-UseTLAB 用来控制是否开启 TLAB。
2. -XX:TLABWasteTargetPercent 设置 TLAB 空间占用 Eden 区的百分比大小，默认是 1%。
3. -XX:-ResizeTLAB 禁用自动调整 TLAB 的大小。默认状况下，TLAB的空间会在运行时不断调整，使系统达到最佳的运行状态。
4. -XX:TLABSize 手动指定 TLAB 的大小。
5. -XX:TLABRefillWasteFraction 调整 refill_waste 参数，默认是64，表示使用 1/64 的 TALB 空间做为 refill_waste 的值。
6. -XX:+PrintTLAB 跟踪 TLAB 的使用状况。