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Java 非阻塞內存分配

[英]Java nonblocking memory allocation

原文 2009-07-24 11:04:01 7 3 java/ jvm/ memory-management

我在某處讀到 java 可以用大約 12 條機器指令為對象分配內存。 這對我來說印象非常深刻。 據我了解，JVM 使用的技巧之一是分塊預分配內存。 這有助於最大限度地減少對操作系統的請求數量，我猜這是非常昂貴的。 但即使是 CAS 操作在現代處理器上也可能花費高達 150 個周期。

那么，誰能解釋一下 java 中內存分配的實際成本以及 JVM 使用哪些技巧來加速分配？

3 個解決方案

JVM 為每個線程預先分配一塊內存區域（TLA 或線程局部區域）。 當線程需要分配內存時，它將在該區域內使用“Bump the pointer allocation”。 （如果“空閑指針”指向地址10，並且要分配的對象大小為50，那么我們只需將空閑指針撞到60，並告訴線程它可以為對象使用10到59之間的內存） .

最好的技巧是分代垃圾收集器。 這可以保持堆不碎片化，因此分配內存會增加指向可用空間的指針並返回舊值。 如果內存耗盡，垃圾收集復制對象並以這種方式創建一個新的未碎片堆。

由於不同的線程必須同步指向空閑內存的指針，如果增加它，它們會預先分配塊。 所以一個線程可以分配新的內存，沒有鎖。

所有這些都在這里有更詳細的解釋： http : //java.sun.com/javase/technologies/hotspot/gc/gc_tuning_6.html

JVM 沒有單一的內存分配器。 IIRC Sun 的 JVM 和 IBM 的托管內存不同。 然而，通常 JVM 的操作方式是它最初會分配一塊內存，該段將小到足以存在於處理器緩存中，從而使所有訪問都非常快。

當應用程序創建對象時，對象將從該段中獲取內存。 段內的對象分配只是指針運算。

最初，新生成的段的偏移地址為零。 分配的第一個對象的“地址”（實際上是段的偏移量）為零。 當您分配對象時，內存管理器將知道對象有多大，在段內分配那么多空間（例如 16 字節），然后將它的“偏移地址”增加該數量，這意味着內存分配非常快，它只是指針算術。

Sun 有一份白皮書JavaHotSpot™ 虛擬機中的內存管理，IBM 曾經在 ibm.com/developerworks 上有很多東西