Java虚拟机之安全点(Safepoint)

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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(Safepoint)的选定既不能太少以至于让GC等待时间太长,也不能过于频繁以致于过分增大运行时的负荷。

安全点的初始目的并不是让其他线程停下,而是找到一个稳定的执行状态。在这个执行状态下,Java虚拟机的堆栈不会发生变化。这么一来,垃圾回收器便能够“安全”地执行可达性分析。只要不离开这个安全点,Java虚拟机便能够在垃圾回收的同时,继续运行这段本地代码。

程序运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。

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。

对于安全点,另一个需要考虑的问题就是如何在GC发生时让所有线程(这里不包括执行JNI调用的线程)都“跑”到最近的安全点上再停顿下来。

两种解决方案:

  • 抢先式中断(Preemptive Suspension)

    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采用这种方式来暂停线程从而响应GC事件。

  • 主动式中断(Voluntary Suspension)

    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

指在一段代码片段中,引用关系不会发生变化。在这个区域中任意地方开始GC都是安全的。也可以把Safe Region看作是被扩展了的Safepoint。

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