垃圾收集与分配策略——（三）HotSpot的算法实现

HotSpot算法实现

        枚举根节点

                在可达性分析中，可以作为GC Roots的节点有很多，但是现在很多应用仅仅方法区就有上百MB，如果逐个检查的话，效率就会变得不可接受。

                而且，可达性分析必须在一个一致性的快照中进行-即整个分析期间，系统就像冻结了一样。否则如果一边分析，系统一边动态表化，得到的结果就没有准确性。这就导致了系统GC时必须停顿所有的Java执行线程。

            目前主流Java虚拟机使用的都是准确式GC，所以当执行系统都停顿下来之后，并不需要一个不漏的检查完所有执行上下文和全局的引用位置，虚拟机应该有办法直接知道哪些地方存放着对象引用。在HotSpot实现中，使用一组称为OopMap的数据结构来达到这个目的。OopMap会在类加载完成的时候，记录对象内什么偏移量上是什么类型的数据，在JTI编译过程中，也会在特定的位置记录下栈和寄存器哪些位置是引用。这样，在GC扫描的时候就可以直接得到这些信息了。

        安全点

            可能导致引用关系变化，或者说OopMap内容变化的指令非常多，HotSpot并不会为每条指令都产生OopMap，只是在特定的位置记录了这些信息，这些位置成为“安全点”（SafePoint）。程序执行时只有在达到安全点的时候才停顿开始GC。一般具有较长运行时间的指令才能被选为安全点，如方法调用、循环跳转、异常跳转等。

            接下来要考虑的便是，如何在GC时保证所有的线程都“跑”到安全点上停顿下来。这里有两种方案：抢先式中断（Preemptive Suspension）和主动式中断（Voluntary Suspension）。

                    抢先式中断会把所有线程中断，如果某个线程不在安全点上，就恢复让它跑到安全点上。几乎没有虚拟机采用这种方式。

                    主动式中断思想是设立一个GC标志，各个线程会轮询这个标志并在需要时自己中断挂起。这样，标志和安全点是重合的。

        安全区域

            Safepoint机制可以保证某一程序在运行的时候，在不长的时间里就可以进入GC的Safepoint。但是如果程序没有分配CPU时间，例如处于Sleep状态或者Blocked状态，这时候线程无法响应JVM的中断请求。对于这种情况，只能用安全区域（Safe Region）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。在这个区域中任意地方开始都是安全的。在线程执行到Safe Region中的代码时，就标记自己已经进入了Safe Region，这样JVM在发起GC时就跳过这些线程。在线程要离开Safe Region时，它要检查系统是否已经完成了枚举（或GC过程），如果完成了线程就继续执行，否则就等待。

参考博客：http://blog.csdn.net/zq602316498/article/details/38750757