JVM篇(五)解析JVM内存分配

说到jvm内存分配，大家应该想到哦new出来的对象放入堆中，变量什么的放入栈中，其实jvm内存分配也是有规则的，为了让性能更好，那么接下来就来探索一下JVM的内存分配

1.探索堆内存如何分配

对象分配的规则有哪些？

对象主要分配在新生代的Eden区上。
如果启动了本地线程分配缓冲，将按线程优先在TLAB上分配
少数情况下也可能会直接分配在老年代中(这个少数情况可能分配的内存太大，不能复制到Surviver中那就直接会分配到老年代中)

1.1 什么是TLAB

TLAB（Thread Local Allocation Buffer线程TLAB局部缓存区域）

堆是JVM中所有线程共享的，因此在其上进行对象内存的分配均需要进行加锁，这也导致了new对象的开销是比较大的，

Sun Hotspot JVM为了提升对象内存分配的效率，对于所创建的线程都会分配一块独立的空间TLAB（Thread Local Allocation Buffer），其大小由JVM根据运行的情况计算而得，在TLAB上分配对象时不需要加锁，因此JVM在给线程的对象分配内存时会尽量的在TLAB上分配，在这种情况下JVM中分配对象内存的性能和C基本是一样高效的，但如果对象过大的话则仍然是直接使用堆空间分配，TLAB仅作用于新生代的Eden Space，因此在编写Java程序时，通常多个小的对象比大的对象分配起来更加高效。

所有新创建的Object 都将会存储在新生代Yong Generation中。如果Young Generation的数据在一次或多次GC后存活下来，那么将被转移到OldGeneration。

新生代与老年代

新生代GC(Minor GC)：指发生在新生代的垃圾收集动作，因为java对象大多都具备朝生夕灭的特性，所以Minor GC非常频繁，一般回收速度快。
老年代GC(Major GC/Full GC)：指发生在老年代的GC，出现 Major GC，经常会伴随至少一次的Minor GC(但非绝对的，在Parallel Scavenge收集器的收集策略里就有直接进行Major GC的策略选择过程) Major GC的速度一般会比Minor GC慢10倍以上。

1.2 堆内存分配代码示例

1.首先写上以下代码，给实例byte数组分配40m的内存

public class qiehuanGC {
    private static  int byteSize=1024*1024;
    public static void main(String[] args) {
        byte[] bytes=new byte[40*byteSize];
    }
}

2.配置启动vm的参数，idea下编辑启动配置

3.填上打印GC详细信息的参数：-verbose:gc -XX:+PrintGCDetails，点击ok

4.运行main方法，出现以下日志信息，首先看图就会发现对象首先分配在eden区中，PSYoungGen是年轻代，PS是Parallel Scavenge的垃圾收集器，是一个注意吞度量并行多线程的收集器，ParOldGen是老年代Parallel Scavenge收集器

我们也可以指定垃圾收集器的类型

5.还是配置启动参数，-verbose:gc -XX:+PrintGCDetails -XX:+UseSerialGC，加上使用串行收集器Serial，最原始的收集器

6.然后运行查看结果，def就是使用了Serial垃圾收集器的意思。

1.3大对象的分配

是什么？

所谓的大对象是指，需要大量连续内存空间的java对象，最典型的大对象就是那种很长的字符串以及数组。

虚拟机提供了一个-XX:PretenureSizeThreshold(是以kb为单位)，令大于这个设置值的对象直接在老年代分配，这样做的目的是避免在Eden区及两个Survivor区之间发生大量的内存复制

-verbose:gc -XX:+PrintGCDetails 开启GC日志打印

-Xms20M 设置jvm初始内存为20m

-Xmx20m 设置jvm最大内存为20m

-Xmn10m 设置年轻代内存大小为10m

示例：

1.分配14m数组空间

public static void main(String[] args) {
     byte[] bytes = new byte[1024 * 1024 * 1];
}

2.进行启动参数配置，-verbose:gc -XX:+PrintGCDetails -XX:+UseSerialGC -XX:PretenureSizeThreshold=3145728 设置超过3M就要存储老年代

3.从这里看已经存进了老年代

4.把数组使用内存变为1m,再查看一下，发现老年代使用了0k,说明没有存储到这里

1.4 逃逸分析和栈上分配

逃逸分析：简单来讲就是，java hotspot虚拟机可以分析创建对象的使用范围，并决定是否在java堆上分配内存的一项技术。

逃逸分析的基本行为就是分析对象动态作用域：当一个对象在方法中被定义后，它可能被外部方法所引用，称为方法逃逸。甚至还有可能被外部线程访问到，譬如赋值给类变量或可以在其他线程中访问的实例变量，称为线程逃逸。

栈上分配：栈上分配就是把方法中的变量和对象分配到栈上，方法执行完成后自动销毁，而不需要垃圾回收的介入。

栈上分配有什么好处：

不需要GC介入去回收这个对象，出栈即释放资源，可以提高性能，由于GC每次回收对象的时候都是需要停止用户操作进行回收的，如果对象频繁的创建在我们的堆中，也就意味着要频繁的暂停所有线程，这对于用户无非是非常影响体验的，栈上分配就是为了减少垃圾回收的次数。

方法逃逸示例：

public class testEscape {
    public static Object obl;

    // 方法内object对象赋给了obj全局变量引用
    public void variableEscape() {
        obl = new Object();  // 发生逃逸
    }

    // 返回的值被main方法的obj所引用
    public Object metnodEscape() {
        return new Object(); // 发生逃逸
    }

    public static void alloc() {
        byte[] b = new byte[2];
        b[0] = 1;
    }

    public static void main(String[] args) {
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 100000000; i++) {
            alloc();
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(end - start + "ms");
    }
}

进行逃逸分析之后，产生的后果是对象将由栈上分配，而非从JVM内存模型中的堆来分配。

逃逸分析的jvm参数如下：