深入理解Java虛擬機(jī)
- 作者:新網(wǎng)
- 來源:新網(wǎng)
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- 2018-05-04 15:24:25
主要談?wù)撝疤岬紾C Roots如果通著這種方式尋找到所有存活于死亡的對象,常見的叫法是可達(dá)性分析法,但是因?yàn)楝F(xiàn)在應(yīng)用越來越大,要逐個(gè)檢查定位這些引用,耗費(fèi)的時(shí)間也會(huì)相對延長。
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div> 主要談?wù)撝疤岬紾C Roots如果通著這種方式尋找到所有存活于死亡的對象,常見的叫法是可達(dá)性分析法,但是因?yàn)楝F(xiàn)在應(yīng)用越來越大,要逐個(gè)檢查定位這些引用,耗費(fèi)的時(shí)間也會(huì)相對延長。
同時(shí),可達(dá)性分析在執(zhí)行時(shí),是需要將其他程序停掉的,因?yàn)檫@項(xiàng)分析工作必須在一個(gè)能確保一致性的快照中進(jìn)行——這里“一致性”的意思是指在整個(gè)分析期間整個(gè)執(zhí)行系統(tǒng)看起來就像被凍結(jié)在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)上,不可以出現(xiàn)分析過程中對象引用關(guān)系還在不斷變化的情況,該點(diǎn)不滿足的話分析結(jié)果準(zhǔn)確性就無法得到保證。 這點(diǎn)是導(dǎo)致GC進(jìn)行時(shí)必須停頓所有Java執(zhí)行線程(Sun將這件事情稱為“Stop The World”)的其中一個(gè)重要原因,即使是在號(hào)稱(幾乎)不會(huì)發(fā)生停頓的CMS收集器中,枚舉根節(jié)點(diǎn)時(shí)也是必須要停頓的。
目前的主流Java
虛擬機(jī)使用的都是準(zhǔn)確式GC,所以當(dāng)執(zhí)行系統(tǒng)停頓下來后,并不需要一個(gè)不漏地檢查完所有執(zhí)行上下文和全局的引用位置,虛擬機(jī)應(yīng)當(dāng)是有辦法直接得知哪些地方存放著對象引用。 在HotSpot的實(shí)現(xiàn)中,是使用一組稱為OopMap的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來達(dá)到這個(gè)目的的,在類加載完成的時(shí)候,HotSpot就把對象內(nèi)什么偏移量上是什么類型的數(shù)據(jù)計(jì)算出來,在JIT編譯過程中,也會(huì)在特定的位置記錄下棧和寄存器中哪些位置是引用。 這樣,GC在掃描時(shí)就可以直接得知這些信息了。
安全點(diǎn)
額外存放對象引用OopMap是需要分配內(nèi)存的,隨著對象的引用關(guān)系不斷復(fù)雜,內(nèi)存也變得越來越大,這樣的OopMap對于GC來說,提高的效率就不明顯了。所以,并不是每條指令都生成了OopMap,只是在“特定的位置”記錄了這些信息,這些位置稱為安全點(diǎn)(Safepoint),即程序執(zhí)行時(shí)并非在所有地方都能停頓下來開始GC,只有在到達(dá)安全點(diǎn)時(shí)才能暫停。 Safepoint的選定既不能太少以致于讓GC等待時(shí)間太長,也不能過于頻繁以致于過分增大運(yùn)行時(shí)的負(fù)荷。
另一個(gè)需要考慮的問題是如何在GC發(fā)生時(shí)讓所有線程(這里不包括執(zhí)行JNI調(diào)用的線程)都“跑”到最近的安全點(diǎn)上再停頓下來。 這里有兩種方案可供選擇:搶先式中斷(Preemptive Suspension)和主動(dòng)式中斷(Voluntary Suspension),其中搶先式中斷不需要線程的執(zhí)行代碼主動(dòng)去配合,在GC發(fā)生時(shí),首先把所有線程全部中斷,如果發(fā)現(xiàn)有線程中斷的地方不在安全點(diǎn)上,就恢復(fù)線程,讓它“跑”到安全點(diǎn)上。 現(xiàn)在幾乎沒有虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)采用搶先式中斷來暫停線程從而響應(yīng)GC事件。
主動(dòng)式中斷的思想是當(dāng)GC需要中斷線程的時(shí)候,不直接對線程操作,僅僅簡單地設(shè)置一個(gè)標(biāo)志,各個(gè)線程執(zhí)行時(shí)主動(dòng)去輪詢這個(gè)標(biāo)志,發(fā)現(xiàn)中斷標(biāo)志為真時(shí)就自己中斷掛起。
安全區(qū)域
安全區(qū)域是擴(kuò)展了的安全點(diǎn),也就是整塊區(qū)域都是安全的,可以執(zhí)行GC,為什么要這么做,主要是考慮到執(zhí)行的程序在不太長的時(shí)間就會(huì)遇到安全點(diǎn),進(jìn)入GC,但是程序不執(zhí)行是呢,比如遇到sleep,block狀態(tài),它就無法響應(yīng)JVN中斷。
安全區(qū)域是指在一段代碼片段之中,引用關(guān)系不會(huì)發(fā)生變化。 在這個(gè)區(qū)域中的任意地方開始GC都是安全的。
在線程執(zhí)行到Safe Region中的代碼時(shí),首先標(biāo)識(shí)自己已經(jīng)進(jìn)入了Safe Region,那樣,當(dāng)在這段時(shí)間里JVM要發(fā)起GC時(shí),就不用管標(biāo)識(shí)自己為Safe Region狀態(tài)的線程了。 在線程要離開Safe Region時(shí),它要檢查系統(tǒng)是否已經(jīng)完成了根節(jié)點(diǎn)枚舉(或者是整個(gè)GC過程),如果完成了,那線程就繼續(xù)執(zhí)行,否則它就必須等待直到收到可以安全離開Safe Region的信號(hào)為止。
這節(jié)內(nèi)容相對枯燥,我也是看了好久,主要涉及的知識(shí)比較深,也是我們在其他書看不到的,小編拿來也是希望大家看后有一個(gè)概念,如果面試提起,或者你記住了,可以給自己加分的。