什么是Java对象分配率？

jopen 9年前

类似“不可持续的内存分配率”和“你需要维持低的内存分配率”这样的短语看起都像是属于 Java 冠军（Java Champions）的专有词汇。复杂、吓人、充满神秘色彩。

这些词语经常出现，但是如果你深入了解这些概念，它的神秘色彩就烟消云散了。这篇文章将试着揭开上面这些术语的神秘面纱。

什么是内存分配率？我们为什么要关心它？

内存分配率是指单位时间内分配内存的总数量，通常用 MB/sec 表示。不过，如果你乐意，也可以用 PB/year 来表示。这就是全部的内容——没那么神秘，仅仅是指 Java 代码在一定时期内内存分配的大小。

不过只知道这一点没有太大的意义。如果你能忍受，我将带你在实践中应用这个概念。高分配率意味着你的程序存在性能问题。从实践角度来说，主要影响是使得 GC（Garbage Collection）成为了瓶颈。从硬件角度来说，即使常用的硬件也能支持每核几 GB/sec 的分配率。而实际上，你的分配率不会超过 1 GB/sec/core。所以你可以放心，硬件基本不可能成为应用的瓶颈。

所以，当我们关注 GC 的时候，就可以和真实情况类比了——如果你创建很多的成员，之后就需要做很多清理工作。我们知道，JVM 建立垃圾回收机制需要知道内存分配率，由此来改变 GC 执行的频率和 GC 停顿的时间。

内存分配率的测量

我们开始测量内存分配率。我们设置 JVM 参数：-XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps 来打开 GC 日志。现在，JVM 开始以下列方式记录 GC 停顿日志：

0.291: [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 33280K->5088K(38400K)] 33280K->24360K(125952K), 0.0365286 secs] [Times: user=0.11 sys=0.02, real=0.04 secs]   0.446: [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 38368K->5120K(71680K)] 57640K->46240K(159232K), 0.0456796 secs] [Times: user=0.15 sys=0.02, real=0.04 secs]   0.829: [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 71680K->5120K(71680K)] 112800K->81912K(

根据上述 GC 日志，我们可以从年青代（Young Generation）上一次回收后的大小及下一次回收前的大小来计算出分配率。利用上面的例子，我们可以抽取出如下信息：

JVM 启动291毫秒后，加载的对象大小是33280K。第一次 minor GC 清理后，年青代剩余的对象大小是 5088K。
启动446毫秒后，年青代占用的空间已经增长到38368K，并触发了下一次 GC，这次 GC 后，年青代占用的空间减少到5120K。
启动829毫秒后，年青代的大小是71680K，GC 后再次减少到 5120K。

这些数据用如下的表格展示，计算出来的内存分配率添加年青代占用空间的后面：

事件	时间	添加年轻代之前	添加年轻代之后	已分配	分配率
1st GC	291ms	33,280KB	5,088KB	33,280KB	114MB/sec
2nd GC	446ms	38,368KB	5,120KB	33,280KB	215MB/sec
3rd GC	829ms	71,680KB	5,120KB	66,560KB	174MB/sec
Total	829ms	N/A	N/A	133,120KB	161MB/sec

有了这些信息，我们就可以说对这个特定软件，在测量期间的内存分配率是161 MB/sec。

影响分析

现在，通过这些信息，我们能够明白改变内存分配率，可以增加或减少 GC 停顿的频率，从而影响应用的吞吐率。首先，也是最重要的，你应该注意只有 Minor GC 清理年青代的停顿才会受影响。老年代（Old Generation）的清理，无论是频率还是持续时间都不直接受分配率的影响，但是受增长率（promotion rate）的影响，增长率是下一篇文章讨论的术语。

了解这些后，我们就只需要关注 Minor GC 的停顿，我们应该更进一步的去理解在年青代内部内存池的不同之处。因为内存分配是在 Eden 区中进行的，我们可以直接看 Eden 区的大小对分配率的影响。所以我们可以假设，随着 Eden 区的增长，minor GC 停顿频率频率会降低，应用就能满足更快的分配率。

事实上，当我们采用不同的 Eden 区大小（-XX:NewSize -XX:MaxNewSize 和 -XX:SurvivorRatio参数）来执行相同的实例时，我们可以看到两种不同的内存分配率：