Java 内存分配策略

内存有分配，就有回收，Java 的 GC 算法在前一篇文章中已经介绍过了，这篇文章着重介绍 Java 的内存分配策略。

从大方向讲，除去 JIT ，对象的内存分配就是在堆上分配，对象主要分配在新生代的 Eden 区上，如果启动了本地线程缓冲，将按线程优先在 TLAB 上分配。少数情况也会直接分配在老年代中，分配的规则不是百分之百确定的，其细节取决于使用的垃圾收集器、虚拟机中与内存相关的参数配置。

TLAB（Thread Local Allocation Buffer）本地线程缓冲。把内存分配的动作按照线程划分在不同的空间中进行，每个线程在 Java 堆中预先分配一小块内存，这块内存就叫做 TLAB 。哪个线程要分配内存，就在哪个线程的 TLAB 上分配，只有 TLAB 用完并分配新的 TLAB 时，才需要锁定。虚拟机是否使用 TLAB ，可以通过 -XX:+/-UseTLAB 参数来设定。

通过 TLAB 能够确保线程安全。另一种确保内存分配时线程安全的技术是 CAS（Compare and Swap），这里暂不详细介绍。

对象优先在 Eden 分配

大多数情况下，对象在新生代 Eden 区中分配。当 Eden 区没有足够空间进行分配时，虚拟机将发起一次 Minor GC 。

Minor GC（新生代 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 发生的非常频繁，一般回收速度也比较快。

Major GC（老年代 GC）：指发生在老年代的 GC，出现了 Major GC ，经常会伴随至少一次的 Minor GC（不绝对）。Major GC 的速度一般会比 Minor GC 慢 10 倍以上。

大对象直接进入老年代

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很长的字符串和数组，经常出现大对象会导致内存还有不少空间时就提前出发垃圾收集以获取足够的连续空间。

虚拟机提供了一个 -XX:PretenureSizeThreshold 参数，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。

长期存活的对象进入老年代

即然虚拟机采用了分代收集的思想来管理内存，那么内存回收时就必须能够识别哪些对象应该放在新生代，哪些对象应该放在老年代。为了做到这点，虚拟机给每个对象定义了一个对象年龄计数器。如果对象在 Eden 出生并经过第一次 Minor GC 后仍然存活，并且能被 Survivor 容纳的话，将被移动到 Survivor 空间中，并且对象年龄设为 1 。对象在 Survivor 中每“熬过”一次 Minor GC，年龄就增加 1 岁，当它的年龄增加到一定程度时（默认为 15 岁），就将会被晋升到老年代中。对象进入老年代的阈值，可以通过参数 -XX:MaxTenuringThreshold 设置。

动态对象年龄判定

为了能更好地适应不同程序中的内存状况，虚拟机并不是永远地要求对象的年龄必须达到 MaxTenuringThreshold 才能晋升老年代。如果在 Survivor 空间中相同年龄所有对象大小的总和大于 Survivor 空间的一半，年龄大于或等于该年龄的对象就可以直接进入老年代，无须等到 MaxTenuringThreshold 中要求的年龄。

空间分配担保

在发生 Minor GC 之前，虚拟机会先检查老年代最大可用的连续空间是否大于新生代所有对象总空间，如果这个条件成立，那么 Minor GC 可以确保是安全的。如果不成立，则虚拟机会查看 HandlePromotionFailure 设置值是否允许担保失败。如果允许，那么会继续检查老年代最大可用的连续空间是否大于历次晋升到老年代对象的平均大小，如果大于，将尝试着进行一次 Minor GC，尽管这次 Minor GC 是有风险的；如果小于，或者 HandlePromotionFailure 设置不允许冒险，那这时候要改为进行一次 Full GC。