GCRoot与safePoint

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HotSpot虚拟机使用可达性分析算法确定对象是否可以被GC。

可达性分析算法从一系列GCRoot对象开始，向下搜索引用链，如果一个对象没有与任何GCRoot对象关联，这个对象就会被判定为可回收对象。

GCRoot包括以下对象：

1. 虚拟机栈上的本地变量表引用的对象
2. 方法区中类的静态属性引用的对象
3. 方法区中常量引用的对象
4. 本地方法栈中JNI引用的对象

这一过程称为根节点枚举，也就是垃圾回收中的标记过程，当前所有的垃圾收集器，在标记阶段都必须停止所有java执行线程（stop the world），以保证对象引用状态不会发生变化。

HotSpot虚拟机作为准确式虚拟机，维护了一个专门的映射表（OopMap）记录哪些位置存放着对象引用，来快速完成根节点枚举过程。

为每一个操作记录OopMap不现实，HotSpot虚拟机引入了safePoint。

safePoint是程序中的某些位置，线程执行到这些位置时，线程中的某些状态是确定的，在safePoint可以记录OopMap信息，线程在safePoint停顿，虚拟机进行GC。

线程停顿方式有两种，抢先式中断和主动式中断：

1. 抢先式中断：虚拟机需要GC时，中断所有线程，让没有到达safePoint的线程继续执行至saftPoint并中断
2. 主动式中断：虚拟机不直接中断线程，而是在内存中设置标志位，线程检查到标志位被设置，运行至saftPoint时主动中断

safePoint一般出现在以下位置：

1. 循环体的结尾
2. 方法返回前
3. 调用方法的call之后
4. 抛出异常的位置

这些位置保证线程不会长时间运行而无法到达safePoint，避免其他线程都停顿等待本线程。

safePoint无法解决线程未达到safePoint并处于休眠或等待状态的情况，此时引入safeRegion的概念。

safeRegion是代码中的一块区域或线程的状态，在safeRegion中，线程执行与否不会影响对象引用的状态。线程进入safeRegion会给自己加标记，告诉虚拟机可以进行GC；线程准备离开safeRegion前会询问虚拟机GC是否完成。