G1 垃圾收集器之对象分配过程

2018 年 5 月 28 日 ImportNew

（点击上方公众号，可快速关注）

来源：占小狼，

www.jianshu.com/p/a0efa489b99f

G1的年轻代由eden region 和 survivor region 两部分组成，新建的对象（除了巨型对象）大部分都在eden region中分配内存，如果分配失败，说明eden region已经被全部占满，这时会触发一次young gc，回收eden region的垃圾对象，释放空间，满足当前的分配需求。

小对象

G1默认启用了UseTLAB优化，创建对象（小对象）时，优先从TLAB中分配内存，如果分配失败，说明当前TLAB的剩余空间不满足分配需求，则调用allocate_new_tlab方法重新申请一块TLAB空间，之前都是从eden区分配，G1需要从eden region中分配，不过也有可能TLAB的剩余空间还比较大，JVM不想就这么浪费掉这些内存，就会从eden region中分配内存。

allocate_new_tlab方法的实现：

这只是TLAB申请入口，真正的实现位于attempt_allocation方法中，优先尝试在当前的region分配。

attempt_allocation方法的实现：

其中_mutator_alloc_region在实现上继承自G1Allocregion，内部持有一个引用_alloc_region，指向当前正活跃的eden region，可以看成是该region的管理器，其attempt_allocation方法负责在该region中分配内存。

G1Allocregion::attempt_allocation方法的实现：

每个region内部管理着一块逻辑连续的地址空间，在并发情况下，采用指针碰撞方式进行内存分配，避免了效率低下的加锁操作。

指针碰撞实现原理：

如果上述分配动作返回NULL，说明当前该region空间不足，导致分配失败，继而调用attempt_allocation_slow方法，执行慢路径进行分配。

慢路径的实现如下：

慢路径的逻辑主要是申请一个新的region，不过可能存在多个线程同时申请，所以在申请动作发生之前，需要进行加锁操作，由于调用层级比较多，暂时忽略中间步骤，分析最终实现。

G1CollectedHeap::new_mutator_alloc_region方法实现：

其中force为false，is_young_list_full方法判断当前young_list中的region数是否已经超过阈值_young_list_target_length，实现如下：

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之后会重新计算得到一个合理的值，如果当前young region的数量还没达到阈值，则可以通过new_region()方法获取一个新的region，否则返回NULL。

如果返回NULL，说明没有申请到一个新的region，接下去还会判断GC_locker的状态，如果GC_locker::is_active_and_needs_gc()，说明很快会有一个gc操作，并且region list还有扩大的可能（region list的大小还没有达到_young_list_max_length），则可以执行_mutator_alloc_region.attempt_allocation_force强制申请一个新的region，但是强制申请也是有可能失败的（整个堆内存耗尽，不过这种情况很少出现）

如果都失败的话，这个时候确实需要来一发gc治疗一下了