小师妹学 JVM 之:Dirty cards 和 PLAB

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发布于: 2020 年 07 月 09 日
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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