安全点与安全区域

安全点(Safepoint)

程序执行时并非在所有地方都能停顿下来开始GC,只有在特定的位置才能停顿下来开始GC,这些位置称为"安全点(Safepoint)"。
Safe Point的选择很重要,如果太少可能导致GC等待的时间太长,如果太频繁可能导致运行时的性能问题。大部分指令的执行时间都非常短暂,通常会根据是否具有让程序长时间执行的特征为标准。比如:选择一下执行时间较长的指令作为Safe Point,如方法调用、循环跳转和异常跳转等。
如何在GC发生时,检查所有线程都跑到最近的安全点停顿下来呢?

• 抢先式中断: (目前没有虚拟机采用了)
  首先中断所有线程。如果还有线程不在安全点,就恢复线程,让线程跑到安全点。
• 主动式中断:
  设置一个中断标志,各个线程运行到Safe Point的时候主动轮询这个标志,如果中断标志为真,则将自己进行中断挂起。

安全区域(Safe Region)

Safepoint机制保证了程序执行时,在不太长的时间内就会遇到可进入GC的Safepoint。但是,程序"不执行"的时候呢?例如线程处于Sleep状态或Blocked状态,这时候线程无法响应JVM的中断请求,"走"到安全点去中断挂起,JVM也不太可能等待线程被唤醒。对于这种情况,就需要安全区域(Safe Region)来解决。
安全区域是指在一段代码片段中,对象的引用关系不会发生变化,在这个区域中的任何位置开始GC都是安全的。我们也可以把Safe Region看做是被扩展了的Safepoint。
实际执行时:
1、当线程运行到Safe Region的代码时,首先标识已经进入Safe Region,如果这段时间内发生GC,JVM会忽略标识为Safe Region状态的线程;
2、当线程即将离开Safe Region时,会检查JVM是否已经完成GC,如果完成了,则继续运行,否则线程必须等待直到收到可以安全离开Safe Region的信号位置。