簡書 占小狼
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接著上篇《JVM源碼分析之Java對(duì)象的創(chuàng)建過程》，本文對(duì)Java對(duì)象的內(nèi)存分配過程進(jìn)行深入分析，其中有以下幾種分配方式：
1、從線程的局部緩沖區(qū)分配臨時(shí)內(nèi)存
2、從內(nèi)存堆中分配臨時(shí)內(nèi)存
3、從內(nèi)存堆中分配永久內(nèi)存

新建一個(gè)對(duì)象時(shí)，由對(duì)應(yīng)的instanceKlass對(duì)象計(jì)算出需要多大的內(nèi)存，并調(diào)用CollectedHeap的common_mem_allocate_noinit方法分配指定大小的內(nèi)存，實(shí)現(xiàn)如下：

從線程的局部緩沖區(qū)分配臨時(shí)內(nèi)存

TLAB技術(shù)是每個(gè)線程在Java堆中預(yù)先分配了一小塊內(nèi)存，當(dāng)有對(duì)象創(chuàng)建請(qǐng)求內(nèi)存分配時(shí)，就會(huì)在該塊內(nèi)存上進(jìn)行分配，而不需要在Java堆通過同步控制進(jìn)行內(nèi)存分配。如果UseTLAB為真，則使用TLAB技術(shù)（Thread-Local Allocation Buffers），將分配工作交由線程自行完成，實(shí)現(xiàn)如下：

1、如果線程的局部緩沖區(qū)可以分配指定大小的內(nèi)存，則直接分配；
2、否則執(zhí)行allocate_from_tlab_slow在Java堆上進(jìn)行分配，實(shí)現(xiàn)如下：

3、通過allocate_new_tlab從Java堆上重新為線程分配一塊局部緩沖區(qū)，實(shí)現(xiàn)如下：

其中mem_allocate方法實(shí)現(xiàn)從Java堆分配臨時(shí)內(nèi)存。

從內(nèi)存堆中分配臨時(shí)內(nèi)存

在內(nèi)存堆管理器看來，為普通對(duì)象分配內(nèi)存和為某一線程分配一塊本地分配緩沖區(qū)在本質(zhì)上都是一樣的，這塊內(nèi)存都是臨時(shí)的，只能從新生代或老年代中進(jìn)行分配，通過gc策略GenCollectorPolicy::mem_allocate_work方法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，大概步驟如下：

step 1

1、gch->no_gc_in_progress()確保當(dāng)前JVM沒有正在進(jìn)行g(shù)c；
2、參數(shù)gc_overhead_limit_was_exceeded表示當(dāng)前內(nèi)存分配操作是否發(fā)生了gc，以及gc耗時(shí)是否超過設(shè)置限制，主要針對(duì)一些對(duì)延遲敏感的場景，當(dāng)該參數(shù)為true時(shí)，拋出OOM的異常給上層；

step 2

通過重試機(jī)制確保內(nèi)存能夠分配成功：
1、首先在新生代采用無鎖的方式嘗試分配內(nèi)存，通過Atomic::cmpxchg_ptr的CAS操作對(duì)新生代空閑內(nèi)存進(jìn)行同步分配，最終實(shí)現(xiàn)如下：

2、如果分配失敗，則執(zhí)行step 3；

step 3

1、如果在新生代中內(nèi)存分配失敗，則通過加鎖方式進(jìn)行分配；
2、參數(shù)first_only表示當(dāng)前是否只應(yīng)該在新生代分配內(nèi)存，如果新生代的剩余空間不夠，則嘗試在老年代進(jìn)行分配；
3、依次嘗試從內(nèi)存各個(gè)代中分配內(nèi)存，實(shí)現(xiàn)如下：

4、如果內(nèi)存分配成功，則返回，否則執(zhí)行step 4；

step 4

1、gc_locker::is_active_and_needs_gc()為真時(shí)，表示當(dāng)前其它線程已經(jīng)觸發(fā)了gc；
2、如果is_tlab為真，表示當(dāng)前線程正在為局部分配緩沖區(qū)申請(qǐng)內(nèi)存；
3、如果!gch->is_maximal_no_gc()為真，表示新生代或老年代可以進(jìn)行內(nèi)存擴(kuò)展，擴(kuò)展完成后，再次嘗試從各代中進(jìn)行分配，實(shí)現(xiàn)如下：

4、如果內(nèi)存擴(kuò)展之后還是沒有足夠的內(nèi)存滿足分配需求，則執(zhí)行step 5；

step 5

如果當(dāng)前線程沒有位于jni的臨界區(qū)，將釋放Java堆的互斥鎖，以使得請(qǐng)求gc的線程可以進(jìn)行g(shù)c操作，等所有本地線程退出臨界區(qū)和gc完成后，將繼續(xù)循環(huán)嘗試分配內(nèi)存。

step 6

1、如果各代無法分配對(duì)象的內(nèi)存，說明需要觸發(fā)一次gc操作，提交VM一個(gè)GenCollectForAllocation操作，最終由名為VM Thread的JVM級(jí)線程調(diào)度執(zhí)行；
2、當(dāng)操作執(zhí)行成功并返回時(shí)，如果gc鎖已被加鎖，說明已經(jīng)由其它線程觸發(fā)了gc，則繼續(xù)循環(huán)以等待gc完成；
3、否則當(dāng)前線程等待gc完成，判斷gc耗時(shí)是否超過設(shè)置的gc超時(shí)上限，并執(zhí)行軟引用的清除；
4、如果gc超時(shí)，則給上層調(diào)用返回NULL，讓其拋出內(nèi)存溢出錯(cuò)誤；

我是占小狼
坐標(biāo)魔都，白天上班族，晚上是知識(shí)的分享者
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