HotSpot的算法实现（安全点等概念）

1.枚举根节点

目前主流的虚拟机都是采用准确式GC，当系统停顿下来时并不需要寻找每一个GC Roots。（stop the world：由于可达性分析对执行时间的敏感，只有在系统处于一个能确保一致性的快照中进行时才能有效，这时整个系统看上去好像被冻结了一样）实现方式是使用一组被称为oopMap的数据结构来达到这个目的。在类加载完成时，虚拟机就把对象内什么偏移量上是什么类型数据计算出来，在JIT编译过程中，也会在特定的位置记录下栈和寄存器中哪些位置是引用。这样GC在扫描时就能直接得知这些信息了。

2.安全点

上面提到的oopMap数据结构本身内容变化指令非常多，如果每个CG Roots都生成对应的OopMap那么GC的空间成本会变的非常高，所以需要选取一些特定的位置。这些位置就是安全点。

程序执行时并非在所有地点都停顿下来开始GC，只有在安全点时才能暂停。安全点的选择既不能过少也不能过多，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。”为标准选定的——因为每条指令执行的时间都非常短暂，程序不太可能因为指令流长度太长这个原因而过长时间运行，“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。

那么如何在GC发生时让所有线程都“跑”到最近的安全点上再停顿下来呢？

有两种方式：抢险式中断和主动式中断

抢先式中断：所有线程全部中断，如果有线程不再安全点上，那就让该线程重新启动跑到安全点上。（几乎没有采用抢先式中断）

主动式中断：GC需要中断线程时，不直接对线程操作，而是在安全点上设置轮询点，当线程发现轮询点为真时就自动挂起。

3.安全区域

当线程处于Sleep或是Blocked等状态，这时候线程无法响应JVM的中断请求，这时就不太可能走到安全点去挂起。这时就可以规定一个安全区域，在这个区域中任何一点都是安全点。当线程执行到Safe Region中的代码时，首先表示自己已经进入Safe Region这段时间中如果发起了GC那么就不用管表示自己为安全区状态的线程了。线程要离开安全区时，他要检查是否已经完成根节点枚举，如果完成就继续执行，否则它就必须等待直到收到可以安全离开安全区的信号为止。