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。

 

一、Java对象的内存分配过程如何保证线程安全的？

因为堆是线程之间共享的，如果在并发场景中，两个线程先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，但是，无论使用哪种方案（有可能是CAS），都会影响内存的分配效率。然而对于 Java 来说对象的分配是高频操作。

 

由此 HotSpot 虚拟机采用了这个方案：每个线程在 Java 堆中预先分配一小块内存，然后在给对象分配内存的时候，直接在自己的这块”私有“内存中进行分配，当这部分用完之后，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，但是本地线程独享的。

 

二、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 的情况下，当线程被创建时，虚拟机会为每个线程分配一块 TLAB 空间，只给当前线程使用，这样每个线程都单独拥有一个空间，如果需要分配内存，就在自己的空间上分配，这样就不存在竞争的情况，可以大大提高分配效率。

 

所以说，因为有了 TLAB 技术，堆内存并不是完完全全的线程共享，其中 eden 区中还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作，至于读取、垃圾回收等工作是线程共享的，而且在使用上也没什么区别。

 

也就是说，虽然每个线程在初始化时都会去堆内存中申请一块 TLAB，并不是说这个 TLAB 区域的内存其他线程就完全无法访问了，其他线程的读取还是可以的，只不过无法在这个区域中分配内存而已。

 

并且，在 TLAB 分配之后，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通过 TLAB 分配内存，存放在 Eden 区，但是还是会被垃圾回收或者被移到 S 区和老年代等。

 

还有一点需要注意的是，我们说 TLAB 是在 eden 区分配的，因为 eden 区域本身就不太大，而且 TLAB 空间的内存也非常小，默认情况下仅占有整个 eden 空间的 1%。所以，必然存在一些大对象是无法在 TLAB 直接分配。遇到 TLAB 中无法分配的大对象，对象还是可能在 eden 区或者老年代等进行分配的，但是这种分配就需要进行同步控制，这也是为什么我们经常说：小的对象比大的对象分配起来更加高效。

 

三、TLAB 带来的问题

主要问题就是因为 TLAB 空间太小导致的。

 

比如一个线程的 TLAB 空间有 100KB，其中已经使用了 80KB，当需要再分配一个 30KB 的对象时，就无法直接在 TLAB 中分配，遇到这种情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，重新申请 TLAB 空间再次进行内存分配。

方案 1 的话，如果 TLAB 只剩下 1KB 的空间了，那么后续的大多数对象都需要在堆内存中分配，方案 2 的话，有可能会有频繁的废弃 TLAB 申请 TLAB 的情况。TLAB 内存自己从堆中进行分配时也是需要并发控制的，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，这个值可以翻译为”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，重新创建 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，如果设置的refill_waste的值为25KB，那么如果新对象的内存大于25KB，则直接堆内存分配，如果小于25KB，则会废弃掉之前的那个TLAB，重新分配一个TLAB空间，给新对象分配内存。

 

四、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。默认情况下，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 空间作为 refill_waste 的值。
6. -XX:+PrintTLAB 跟踪 TLAB 的使用情况。