JVM编译器优化（1）

JVM对象分配

栈上分配

1. 出现原因

Java堆中内存是线程共享的，假设所有对象都从堆中分配的话，所有回收对象的筛选、整理、清除都需要耗费大量的资源，十分不合理，那么对象分配在栈帧中，随栈而生，那么GC回收的所耗费的资源就可以省略，大大提高JVM的效率。

2. 技术支持

逃逸分析：在编程语言的编译优化原理中，分析指针动态范围的方法称之为逃逸分析。它跟静态代码分析技术中的指针分析和外形分析类似。通俗一点讲，当一个对象的指针被多个方法或线程引用时，我们称这个指针发生了逃逸。

方法逃逸：例如调用参数传递到其他方法中。

线程逃逸：当前线程对象被其他线程访问。

总结：假设对象没有逃逸，那么允许将对象打散分配在栈上。JVM允许将线程私有的对象打散分配在栈上，而不是分配在堆上。分配在栈上的好处是可以在函数调用结束后自行销毁，而不需要垃圾回收器的介入，从而提高系统性能。

TLAB分配

TLAB全称是Thread Local Allocation Buffer，即线程本地分配缓存区。由于对象一般分配在堆内存中，堆是线程共享的，每次对象分配都会进行线程同步，在多线程情况下同步操作是会让分配效率大大降低。JVM使用TLAB来避免线程间的冲突，从而提高分配效率。

TLAB本身占用Eden空间，在开启TLAB的情况下，JVM会为每条线程分配一块TLAB的空间。参数-XX:+TLAB开启TLAB，默认开启。TLAB内存占用非常小，默认是Eden的1%，也可以使用-XX:TLABWasteTargetPercent设置TLAB空间所占用Eden的百分比大小。

由于TLAB空间一般不会很大，因此大对象无法在TLAB中进行分配，总是会直接分配在堆内存中。TLAB空间由于比较小，因此很容易装满。比如，一个100K的空间，已经使用了80KB，当需要再分配一个30KB的对象时，肯定就无能为力了。这时虚拟机会有两种选择，第一，废弃当前TLAB，这样就会浪费20KB空间；第二，将这30KB的对象直接分配在堆上，保留当前的TLAB，这样可以希望将来有小于20KB的对象分配请求可以直接使用这块空间。实际上虚拟机内部会维护一个叫作refill_waste的值，当请求对象大于refill_waste时，会选择在堆中分配，若小于该值，则会废弃当前TLAB，新建TLAB来分配对象。这个阈值可以使用TLABRefillWasteFraction来调整，它表示TLAB中允许产生这种浪费的比例。默认值为64，即表示使用约为1/64的TLAB空间作为refill_waste。默认情况下，TLAB和refill_waste都会在运行时不断调整的，使系统的运行状态达到最优。如果想要禁用自动调整TLAB的大小，可以使用-XX:-ResizeTLAB禁用ResizeTLAB，并使用-XX:TLABSize手工指定一个TLAB的大小。

-XX:+PrintTLAB可以跟踪TLAB的使用情况。一般不建议手工修改TLAB相关参数，推荐使用虚拟机默认行为。

内存分配

为对象分配空间的任务等同于把一块确定大小的内存从Java堆中划分出来，有两种方法。

指针碰撞

内存的使用与未使用由指针作为分界线，指导指针与内存最大值地址重合则内存分配完成。针对规整的内存分配，适用于复制算法和标记整理算法的GC收集器，例如Serial、ParNew、Parallel、G1。

空闲列表

JVM维护一个列表，记录内存的使用情况，根据对象的大小分配内存，并更新列表。针对不规整的内存分配，适用于标记清除算法的GC收集器，例如CMS。