G1 垃圾收集器之對象分配過程

知識 05-31

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來源：佔小狼，

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G1的年輕代由eden region 和 survivor region 兩部分組成，新建的對象（除了巨型對象）大部分都在eden region中分配內存，如果分配失敗，說明eden region已經被全部佔滿，這時會觸發一次young gc，回收eden region的垃圾對象，釋放空間，滿足當前的分配需求。

小對象

G1默認啟用了UseTLAB優化，創建對象（小對象）時，優先從TLAB中分配內存，如果分配失敗，說明當前TLAB的剩餘空間不滿足分配需求，則調用allocate_new_tlab方法重新申請一塊TLAB空間，之前都是從eden區分配，G1需要從eden region中分配，不過也有可能TLAB的剩餘空間還比較大，JVM不想就這麼浪費掉這些內存，就會從eden region中分配內存。

allocate_new_tlab方法的實現：

這只是TLAB申請入口，真正的實現位於attempt_allocation方法中，優先嘗試在當前的region分配。

attempt_allocation方法的實現：

其中_mutator_alloc_region在實現上繼承自G1Allocregion，內部持有一個引用_alloc_region，指向當前正活躍的eden region，可以看成是該region的管理器，其attempt_allocation方法負責在該region中分配內存。

G1Allocregion::attempt_allocation方法的實現：

每個region內部管理著一塊邏輯連續的地址空間，在並發情況下，採用指針碰撞方式進行內存分配，避免了效率低下的加鎖操作。

指針碰撞實現原理：

如果上述分配動作返回NULL，說明當前該region空間不足，導致分配失敗，繼而調用attempt_allocation_slow方法，執行慢路徑進行分配。

慢路徑的實現如下：

慢路徑的邏輯主要是申請一個新的region，不過可能存在多個線程同時申請，所以在申請動作發生之前，需要進行加鎖操作，由於調用層級比較多，暫時忽略中間步驟，分析最終實現。

G1CollectedHeap::new_mutator_alloc_region方法實現：

其中force為false，is_young_list_full方法判斷當前young_list中的region數是否已經超過閾值_young_list_target_length，實現如下：

bool is_young_list_full() {

uint young_list_length = _g1->young_list()->length();

uint young_list_target_length = _young_list_target_length;

return young_list_length >= young_list_target_length;

}

其中_young_list_target_length，在gc之後會重新計算得到一個合理的值，如果當前young region的數量還沒達到閾值，則可以通過new_region()方法獲取一個新的region，否則返回NULL。

如果返回NULL，說明沒有申請到一個新的region，接下去還會判斷GC_locker的狀態，如果GC_locker::is_active_and_needs_gc()，說明很快會有一個gc操作，並且region list還有擴大的可能（region list的大小還沒有達到_young_list_max_length），則可以執行_mutator_alloc_region.attempt_allocation_force強制申請一個新的region，但是強制申請也是有可能失敗的（整個堆內存耗盡，不過這種情況很少出現）

如果都失敗的話，這個時候確實需要來一發gc治療一下了