小师妹学JVM之:Dirty cards和PLAB

简介

分代垃圾回收器在进行minor GC的时候会发生什么操作呢？有没有什么提高效率的手段呢？今天我们和小师妹一起来了解一下垃圾回收中的Dirty cards和PLAB

分代收集器中的空间划分

小师妹：F师兄，能再讲讲分代垃圾收集器中的空间划分吗？

分代垃圾回收器中的Eden，Old和Survivor space几个大家应该都很熟悉的分代技术。

Young Gen被划分为1个Eden Space和2个Suvivor Space。当对象刚刚被创建的时候，是放在Eden space。

当Eden space满的时候，就会触发minor GC。会扫描Eden Space和一个Suvivor Space。如果在垃圾回收的时候发现Eden Space中的对象仍然有效，则会将其复制到另外一个Suvivor Space。

就这样不断的扫描，最后经过多次扫描发现仍然有效的对象会被放入Old Gen表示其生命周期比较长，可以减少垃圾回收时间。

Write barrier和Dirty cards

小师妹：F师兄，minor GC的时候，要将对象从Eden复制到Suvivor Space，从Suvivor Space中复制到Old space。GC是怎么知道哪些对象是要被回收，哪些是不用被回收的呢？

小师妹，GC这里用到了一项叫做Dirty cards的技术。

一般来说，新的对象是分配在Eden空间的。但是也有些对象是直接分配在Old space。

我们知道，GC的扫描是从一些根对象开始的，这些Root对象包括：正在执行的方法中的本地对象和输入参数。活动的线程，加载类中的static字段和JNI引用。

而这些根对象，一般都是存储在old space中的。

通常来说old space的空间都会比较大。每次要要找到Eden和suvivor Space中哪些对象不再被引用，需要扫描整个old space肯定是不可取的。

所以JVM在这里引入了Write barrier的技术。HotSpot中有两种Write barrier，一种就是今天我们要讲的Dirty cards,另外一种就是snapshot-at-the-beginning (SATB)。 SATB通常用在G1垃圾回收器中，这里我们先不做深入的讨论。

我们看下上图中的Dirty cards的使用。

Dirty cards说起来很简单，就是每当有程序对引用进行修改的时候，我们都会在一个Dirty cards的空间记录一下被修改的memory page。

这样在minor GC的时候，当引用的对象被修改了之后，我们会同步修改对应的Dirty cards。这样每次扫描old space的时候，只需要选择那些标记为Dirty cards的对象就可以了，避免了全局扫描。

PLAB

小师妹，F师兄，你讲的好像很有道理的样子，上次你讲到我们在Eden空间分配对象的，为了提升分配的效率，使用了TLAB的计算。那么在对象从Eden空间提升到Suvivor Space和old Space的时候有没有同样的技术呢？

当然有的，这个技术就叫做PLAB（ promotion local allocation buffer）。每一个线程在survival space和old space中都一个PLAB。在提升的时候，可以避免多线程的竞争，从而提升效率。

我们可以使用-XX:+AlwaysTenure 将对象直接从Eden space提升到old space。

我们可以使用-XX:+PrintOldPLAB来输出OldPLAB的信息。

old space分配对象

小师妹：F师兄，刚刚你讲到新分配的对象可以直接在Old space，一般什么对象可以这样分配呢？

这个很好理解，如果你分配对象大小超过了Eden space的大小，是不是就只有old space可以分配对象了？

小师妹：对的，但是一般来说也不会使用这么大的对象吧。

对的，我们可以通过设置-XX:PretenureSizeThreshold=n 来指定对象的大小，如果对象大小大于n，那么就直接在old space分配。

注意，如果这个对象的大小比TLPB要小，那么会首先在TLPB中分配。所以使用的时候要注意限制TLPB的大小。

总结

GC的运行是一个比较复杂的过程，大家可以细细体会。本文如果有什么谬误之处，欢迎微信我指正。谢谢大家。

本文作者：flydean程序那些事

本文链接：http://www.flydean.com/jvm-dirty-card-plab/

本文来源：flydean的博客

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