HotSpot的算法实现

而在HotSpot虚拟机上实现对象存活判定算法和来几收集算法时,必须对算法的执行效率有严格的考量,才能保证虚拟机高效运行。

枚举根节点

可作为GC Roots的节点主要在全局性的引用(例如常量或类静态属性)与执行上下文(例如栈帧中的本地变量表)中,现在很多引用仅仅方法区就有数百兆,如果逐个检查这里面的引用必然耗费很多时间

可达性分析对执行时间的敏感还体现在GC停顿上,因为这项分析工作必须在一个能确保一致性的快照中进行——这里“一致性”的意思是指在整个分析期间整个执行系统看起来就像被冻结在某个时间点上,不可以出现分析过程中对象引用关系还在不断变化的情况,该点不满足的话分析结果准确性就无法得到保证。即使是在号称(几乎)不会发生停顿的CMS收集器中,枚举根节点时也是必须要停顿的。

所以当执行系统停顿下来后,并不需要一个不漏地检查完所有执行上下文和全局的引用位置,虚拟机应当是有办法直接得知哪些地方存放着对象引用。在HotSpot的实现中,是使用一组称为OopMap的数据结构来达到这个目的的,在类加载完成的时候,HotSpot就把对象内什么偏移量上是什么类型的数据计算出来,在JIT编译过程中,也会在特定的位置记录下栈和寄存器中哪些位置是引用。这样,GC在扫描时就可以直接得知这些信息了。

安全点

即程序执行时并非在所有地方都能停顿下来开始GC,只有在到达安全点时才能暂停。

安全点的选定基本上是以程序“是否具有让程序长时间执行的特征”为标准进行选定的——因为每条指令执行的时间都非常短暂,程序不太可能因为指令流长度太长这个原因而过长时间运行,“长时间执行”的最明显特征就是指令序列复用,例如方法调用、循环跳转、异常跳转等,所以具有这些功能的指令才会产生Safepoint。

抢先式中断

其中抢先式中断不需要线程的执行代码主动去配合,在GC发生时,首先把所有线程全部中断,如果发现有线程中断的地方不在安全点上,就恢复线程,让它“跑”到安全点上。现在几乎没有虚拟机实现采用抢先式中断来暂停线程从而响应GC事件

主动式中断

而主动式中断的思想是当GC需要中断线程的时候,不直接对线程操作,仅仅简单地设置一个标志,各个线程执行时主动去轮询这个标志,发现中断标志为真时就自己中断挂起。轮询标志的地方和安全点是重合的,另外再加上创建对象需要分配内存的地方。

安全区域

safepoint并不能完美解决如何进入GC的问题,譬如处于sleep或者block的线程无法响应JVM的中断请求走到安全的地方,因此需要安全区域来解决。

安全区域是指在一段代码片段之中,引用关系不会发生变化。在这个区域中的任意地方开始GC都是安全的。

每次线程走到安全区域的代码时,都会标志自己进入安全区域,而离开的时候会查看是否完成了根节点枚举或者GC全过程。如果完成了线程就可继续执行,否则它必须等待直到收到可以安全离开安全区域的信号(大概是指只要进入安全区域,线程就希望在此期间完成过至少一次根节点枚举,个人理解)

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纯属好玩

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文章目录
  1. 1. 枚举根节点
  2. 2. 安全点
    1. 2.1. 抢先式中断
    2. 2.2. 主动式中断
  3. 3. 安全区域
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