垃圾回收（四）可达性分析三色标记以及解决并发问题

「这是我参与11月更文挑战的第4天，活动详情查看：2021最后一次更文挑战」

三色标记

为了更好的了解垃圾收集标记的过程，我们引入三色标记的概念。

什么是三色标记？

颜色	含义
白色	对象未被垃圾收集器访问过	可达性分析刚开始时，未被访问的对象都是白色的	可达性分析结束后，未被引用到的对象都是白色的
	、
黑色	对象已被垃圾收集器访问过，且这个对象的引用都被扫描过
灰色	对象被垃圾收集器访问过，但存在引用对象未被扫描到

并发问题

当用户线程与收集器标记并发工作时，收集器标记过程中，用户线程同时修改了引用关系，会出现两种情况

1. 原本需要死亡的，被标记为存活。
2. 原本需要存活的，被标记为死亡。

第一种情况问题不大，下一次垃圾回收时再清理掉就好了，但是第二种情况就很严重了。

下图展示第二种情况是怎么出现的：

扫描结束后，就会导致A、B两个对象本应该存活，但被错误的标记为死亡。

解决方案

后续Wilson通过理论证明，只要同时满足以下两个条件，就会产生"本应该存活的对象却消亡"情况。

1. 赋值器插入了一条或多条黑色对象到白色对象的新引用。
2. 赋值器删除了所有灰色对象到该白色对象的直接或间接引用。

针对这种情况，有两种解决方案

1. 增量更新
2. 原始快照

1. 增量更新

破坏第一个条件，当黑色对象插入新的引用到白色对象时，就记录这个引用。当本次扫描结束时，将记录过的引用关系的黑色对象为根，重新扫描一次。可以理解为只要黑色对象插入了一条引用到白色对象时，黑色对象就会变成灰色对象，进行下一次的扫描。

2. 原始快照

破坏第二个条件，当灰色对象要删除指向白色对象的引用时，就记录这个引用。当本次扫描结束时，将记录过的引用关系的灰色对象为跟，重新扫描一次。

虚拟机的记录操作都是通过写屏障进行的。