JVM 并发标记
JVM 并发标记（Concurrent Marking）是现代垃圾回收器（如 CMS、G1、ZGC、Shenandoah）实现低停顿回收的核心技术。其原理如下：
1. 目标
- 减少 Stop-The-World 停顿时间，让应用线程和 GC 线程可以同时运行，大部分标记工作在应用运行时完成。
2. 基本流程
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初始标记（Initial Mark）
- 短暂 Stop-The-World，标记 GC Roots 直接可达对象。
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并发标记（Concurrent Mark）
- GC 线程和应用线程并发，从初始标记的对象出发，遍历整个对象图，标记所有可达对象。
- 这一步是并发标记的主体，极大减少了应用停顿。
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重新标记（Remark）
- 再次 Stop-The-World，修正并发标记期间对象引用的变化，确保标记准确无误。
3. 三色标记法
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并发标记通常采用三色标记算法（白、灰、黑）：
- 白色：未访问过的对象（初始状态）。
- 灰色：已访问但引用还未全部处理的对象。
- 黑色：已访问且引用全部处理完的对象。
4. 写屏障机制
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为了保证并发标记期间对象引用变化不会导致“漏标”，JVM 引入了写屏障（如 SATB 或增量更新）：
- SATB（Snapshot-At-The-Beginning） ：记录原引用，保证“标记开始时可达的对象”都被标记。
- 增量更新：记录新引用，保证新产生的可达对象不会漏标。
5. 浮动垃圾
- 在一次并发垃圾回收过程中，在标记开始时仍然是“活的”对象，但在 GC 执行期间变成了“不可达”的对象。由于标记阶段已经错过了它们，它们没有被当前这一轮 GC 回收，而“浮动”到下一次 GC 被清理。
6. 优点
- 极大降低 GC 停顿时间，提升应用响应性。
- 支持大堆和高并发场景。
总结：
JVM 并发标记通过三色标记法和写屏障机制，实现了应用线程和 GC 线程的并发工作，保证了标记的准确性和高效性，是现代低停顿垃圾回收器的核心。
JVM 并发标记逐步分析
1. 初始状态
- 所有对象都是白色（未被访问）。
- 应用线程正常运行。
2. 初始标记（Initial Mark，STW）
- 短暂停顿（Stop-The-World） 。
- 从 GC Roots（如栈、静态变量等）出发，将直接可达的对象标记为灰色（已访问但引用未处理），放入待处理队列。
- 其余对象仍为白色。
3. 并发标记（Concurrent Marking，应用线程和 GC 线程并发）
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GC 线程和应用线程同时运行。
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GC 线程不断从灰色队列取对象，将其引用的白色对象变为灰色，自己变为黑色（已完全处理）。
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三色标记法在此阶段起作用：
- 白色：未访问，可能是垃圾。
- 灰色：待处理。
- 黑色：已处理完毕。
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写屏障机制（如 SATB）启动：
- 当应用线程修改对象引用（如 A 的字段从 B 改为 C），写屏障会把原引用 B 记录到一个辅助结构中。
- 这样即使 B 还没被 GC 线程标记，也能保证它不会被漏标。
4. 重新标记（Remark，STW）
- 再次短暂停顿。
- GC 线程处理写屏障记录的所有对象，确保并发标记期间所有“本应存活”的对象都被正确标记为黑色。
- 修正并发期间对象引用的变化，消除漏标。
5. 并发清理/回收
- 标记完成后，GC 线程并发清理所有白色对象（不可达对象），回收内存。
- 黑色对象（存活对象）不会被回收。
6. 浮动垃圾
- 在一次并发垃圾回收过程中，在标记开始时仍然是“活的”对象，但在 GC 执行期间变成了“不可达”的对象。由于标记阶段已经错过了它们，它们没有被当前这一轮 GC 回收，而“浮动”到下一次 GC 被清理。
- 举例说明，在并发标记开始时，A 引用的是 B，并发标记阶段，应用线程把 A 引用 B 改为了 A 引用 C。因为写屏障只记录并发标记开始时的状态，所以 B 还是“活的”对象，会在下次 GC 时被清理。
7. 总结流程图
- 所有对象白色
- 初始标记（STW）：GC Roots → 灰色
- 并发标记：灰色对象处理，引用变灰，自己变黑
- 写屏障：记录原引用，防止漏标
- 重新标记（STW）：处理写屏障记录，补充标记
- 并发清理：回收白色对象
- 下次 GC 处理浮动垃圾
一句话总结：
并发标记通过三色标记法和写屏障机制，保证了在应用线程和 GC 线程并发运行时，所有“本应存活”的对象都被正确标记，极大降低了 GC 停顿时间。
引用更改问题
并发标记开始时，A 引用 B，并发标记过程中应用线程把它改成了 A 引用 C，那么 C 会不会被回收？
1. SATB 写屏障的核心点
- 当
A.ref = C时，写屏障只记录旧引用 B，确保“标记开始时可达的对象”不会被漏标。 - 新引用 C 不会被写屏障记录，所以如果 C 在标记开始时不可达，理论上有漏标风险。
2. 为什么 C 不会被漏标？
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如果 C 在赋值前已经是可达对象，它会在正常的标记流程中被标记为存活。
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如果 C 是新分配的对象（如
C = new Object()），- JVM 的 SATB 实现会在对象分配时立即将新对象标记为“活的” ，即使它还没被正式引用。
- 这通常通过分配时的 pre-mark 或 thread-local buffer 实现，确保新对象不会被 GC 漏标。
3. 总结
- SATB 写屏障只记录旧引用，不记录新引用。
- 新分配的对象会被立即标记为存活，避免被 GC 漏标。
- 这样，无论是旧对象还是新对象，都不会因为 SATB 的机制而被漏标。
一句话总结：
SATB 写屏障配合新对象分配时的即时标记，确保了所有“本应存活”的对象都不会被漏标，无论是旧引用还是新分配的对象。
