垃圾回收中的安全点与安全区域
文章目录
- 1. 垃圾回收中的安全点
- 2. 垃圾回收中的安全区域
1. 垃圾回收中的安全点
安全点：程序执行过程中需要进行垃圾回收时，只有在特定的位置停顿下来开始进行GC，这些特定位置称之为安全点（Safepoint）。
Safepoint的选择很重要，如果太少可能导致GC等待用户线程执行的时间太长；如果太多，就是太频繁的执行GC，影响性能。大部分指令执行时间都非常短，通常会根据是否具有让程序长时间执行的特征为标准，比如选择一些执行时间较长的指令作为saftpoint，如方法调用、循环跳转和异常跳转等。
当多个用户线程正在执行时，此时如果要发生GC，如何检查所有用户线程都执行到了最近的安全点停顿下来了呢？分如下两种方式：
- 抢先中断：GC发生时，首先中断所有的用户线程，如果有用户线程还未执行到安全点处，就恢复线程，让线程跑到安全点处。目前没有虚拟机采用此种形式；
- 主动式中断：设置一个中断标志，各个线程执行到SafePoint的时候主动轮询这个标志，如果该标志为真，则将自己线程进行中断。
2. 垃圾回收中的安全区域
Safepoint保证了程序执行时，如果发生了GC，需等到程序执行到安全点处开始进入GC。但是如果程序没有执行时呢？比如线程处于sleep状态或blocked状态，此时线程无法响应JVM的中断请求，无法走到安全点去中断挂起线程，JVM也不太可能等待线程被唤醒，否则GC整个过程耗时过长，影响性能。鉴于这种情况，就可以用安全区域（Safe Region）来解决。
Safe Region指在一块代码片段中，对象的引用关系不会发生变化，不会影响到可达对象分析的准确性，这个区域中的任何位置开始GC都是安全的。也可以把Safe Region看做是扩展了的Safepoint。
实际执行时：
- 当线程运行到Safe Region代码时，首先标识已经进入Safe Region区域，如果在该区域执行期间发生了GC，JVM会忽略标识Safe Region状态的代码，即JVM执行GC垃圾清理工作，而Safe Region状态的线程也会继续执行，因为该线程不会改变GC ROOTS，不会影响垃圾回收。
- 当这个线程即将离开Safe Region区域时，会首先检查JVM是否已经完成GC，如果完成了，则该线程继续执行；如果未完成，该线程必须等待GC完成，等到收到可以安全离开Safe Region的信号为止。
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