?大家好，我是樹(shù)哥。

我們?cè)趯W(xué)習(xí) G1 回收器的時(shí)候，一般我們都會(huì)接觸到 TLAB 和 PLAB 這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)。它們都是為了提高內(nèi)存分配效率而存在的，但它們和棧上分配有什么區(qū)別呢？今天，就讓樹(shù)哥帶著大家盤(pán)一盤(pán)。

棧上分配

稍微了解過(guò) Java 虛擬機(jī)內(nèi)存結(jié)構(gòu)的同學(xué)都知道，在 Java 虛擬機(jī)中有兩個(gè)關(guān)鍵的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，那就是：堆與棧。

其中堆是所有線程共享的一塊內(nèi)存，幾乎所有對(duì)象的分配都在這塊內(nèi)存中。而棧則是線程自己私有的，只存儲(chǔ)線程自己的局部變量等信息。每個(gè)線程都有自己的棧，棧信息無(wú)法在線程之間共享。

一般情況下，每個(gè)線程如果有新建的對(duì)象，那么會(huì)跟 JVM 申請(qǐng)?jiān)诙焉蟿?chuàng)建對(duì)應(yīng)的對(duì)象，而線程的棧則存儲(chǔ)了指向堆對(duì)象的指針。每當(dāng)一個(gè)線程想創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象時(shí)，首先會(huì)請(qǐng)求 JVM，之后 JVM 進(jìn)行協(xié)調(diào)，創(chuàng)建完成之后再告訴線程，線程最后將引用放到棧中。

在對(duì)象創(chuàng)建的這個(gè)過(guò)程，堆和棧之間的關(guān)系就像是列車(chē)的中央調(diào)度室和火車(chē)的關(guān)系。每次線程需要分配內(nèi)存空間，都需要去到堆去申請(qǐng)空間，會(huì)耗費(fèi)不少時(shí)間和精力。

這個(gè)時(shí)候有人就發(fā)現(xiàn)，線程的有些對(duì)象其實(shí)別人也不會(huì)訪問(wèn)到，放在堆中貌似也沒(méi)什么大作用。于是他提出：對(duì)于這些其他線程不會(huì)訪問(wèn)的對(duì)象，我們能不能讓線程自己分配在它自己的棧空間上？這樣不就可以節(jié)省不少交互時(shí)間了么！

這個(gè)方法確實(shí)不錯(cuò)，如果能實(shí)現(xiàn)應(yīng)該可以提高對(duì)象創(chuàng)建的時(shí)間，提高虛擬機(jī)的運(yùn)行效率。

但問(wèn)題是：我怎么知道哪些對(duì)象可以分配在棧上，哪些不行呢？

其實(shí)聰明的軟件工程師們?cè)缇徒鉀Q了這個(gè)問(wèn)題了，他們新造了一個(gè)名字：逃逸分析。

那么什么是逃逸分析呢？

從字面意思上來(lái)講，逃逸分析的目的是判斷對(duì)象的作用域是否有可能逃出函數(shù)體。例如下面的代碼就顯示了一個(gè)逃逸的對(duì)象：

private static User user;
private static void hello(){
   u = new User();
   u.name = "java.top.select";
   u.website = "http://www.shuyi.me";
}

對(duì)象實(shí)例 user 是類(lèi)的成員變量，可以被任何線程訪問(wèn)，因此它屬于逃逸對(duì)象。但如果我們將代碼稍微改動(dòng)一下，該對(duì)象就可以線程非逃逸的了。

private static void hello(){
   User u = new User();
   u.name = "java.top.select";
   u.website = "http://www.shuyi.me";
}

可以看到 user 實(shí)例作用域只在 hello 函數(shù)中，不會(huì)被其他線程訪問(wèn)到，也不會(huì)訪問(wèn)。所以該 user 實(shí)例對(duì)象的作用域只在該函數(shù)中，因此它并未發(fā)生逃逸。對(duì)于這樣的情況，虛擬機(jī)就有可能將其分配在棧上，而不在堆上。

看到這里，我相信許多人都應(yīng)該明白了什么是棧上分配了。簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)，就是將本來(lái)應(yīng)該分配在堆中的對(duì)象，讓其分配在線程私有的棧上。通過(guò)這種方式，減少垃圾回收的壓力，提高虛擬機(jī)的運(yùn)行效率。

TLAB

TLAB（Thread Local Allocation Buffer），即線程本地分配緩存。這是一塊線程專(zhuān)用的內(nèi)存分配區(qū)域，TLAB 占用的是 eden 區(qū)的空間。在 TLAB 啟用的情況下（默認(rèn)開(kāi)啟），JVM 會(huì)為每一個(gè)線程分配一塊 TLAB 區(qū)域。

那么問(wèn)什么需要 TLAB 呢？這是為了加速對(duì)象的分配！

由于對(duì)象一般分配在堆上，而堆事線程共用的，因此可能會(huì)有多個(gè)線程在堆上申請(qǐng)空間，而每一次的對(duì)象分配都必須線程同步，這樣會(huì)降低內(nèi)存分配的效率。

考慮到對(duì)象分配是非常常見(jiàn)的操作，于是 JVM 使用 TLAB 這樣的線程轉(zhuǎn)悠區(qū)域來(lái)避免多線程沖突，提高對(duì)象分配效率。

為了不至于導(dǎo)致 Eden 區(qū)被填充滿，因此 TLAB 空間一般不會(huì)太大。因此大對(duì)象有可能無(wú)法在 TLAB 分配，只能直接分配到堆上。這其實(shí)是一種折中的設(shè)計(jì)哲學(xué)，因?yàn)榇蠖鄶?shù)分配的對(duì)象都比較小，因此 TLAB 空間能滿足大多數(shù)的需求。

PLAB

PLAB（Promotion Local Allocation Buffers），即晉升本地分配緩存。PLAB 的作用于 TLAB 類(lèi)似，都是為了加速對(duì)象分配效率，避免多線程競(jìng)爭(zhēng)而誕生的。 只不過(guò) PLAB 是應(yīng)用于對(duì)象晉升到 Survivor 區(qū)或老年代。與 TLAB 類(lèi)似，每個(gè)線程都有獨(dú)立的 PLAB 區(qū)。

對(duì)象內(nèi)存分配流程

對(duì)于棧上分配與 TLAB 而言，其是有一定關(guān)系的。在進(jìn)行對(duì)象內(nèi)存分配的時(shí)候，首先會(huì)嘗試進(jìn)行棧上分配，接著嘗試進(jìn)行 TLAB 分配，接著判斷是否可以直接進(jìn)入老年代，最后不行的話再在 eden 區(qū)分配，如下圖所示。

圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)

總結(jié)

了解完棧上分配、TLAB、PLAB 之后，我們基本上可以清晰地回答如下問(wèn)題。

什么是棧上分配，它解決什么問(wèn)題？

棧上分配指的是對(duì)象直接在線程棧幀中進(jìn)行分配，而不在堆中分配。它主要是為了解決多線程對(duì)象分配的低效問(wèn)題，通過(guò)在棧上分配內(nèi)存，避免了多線程之間的沖突，提高了對(duì)象的分配效率。但要注意的是，其只能分配較小對(duì)象，并且該對(duì)象必須不被其他對(duì)象線程引用。

什么是 TLAB，它解決什么問(wèn)題？

TLAB 指的是線程本地分配緩存，其對(duì)應(yīng) Eden 區(qū)的某個(gè)區(qū)域，但這塊區(qū)域只可以被該線程使用。

棧上分配和 TLAB 有啥區(qū)別？

TLAB 可以理解成是棧上分配的升級(jí)版本。棧上分配的對(duì)象只能被線程本身訪問(wèn)，但 TLAB 的對(duì)象可以被其他對(duì)象讀取，但應(yīng)該無(wú)法操作。通過(guò) TLAB，它解決了部分需要多線程訪問(wèn)的對(duì)象分配效率問(wèn)題，進(jìn)一步提升了 JVM 的對(duì)象分配效率。

什么是 PLAB，它解決了什么問(wèn)題？

PLAB 是為了在對(duì)象晉升到 Survivor 區(qū)或老年代的時(shí)候，提升對(duì)象的分配效率。其優(yōu)化思路與 TLAB 類(lèi)似，只是應(yīng)用的地方不同。

參考資料

JVM 對(duì)象分配之棧上分配 & TLAB 分配 - 掘金

棧上分配技術(shù)，這么高端的技術(shù)到底是啥？

JVM 內(nèi)存分配機(jī)制之棧上分配與 TLAB 的區(qū)別 - 騰訊云開(kāi)發(fā)者社區(qū) - 騰訊云?