文章目錄

• 簡介
• GC的垃圾回收器
• 分代回收器中的問題
• safepoints
• safepoint一般用在什么地方
• 總結(jié)

簡介

java程序員都聽說過GC，大家也都知道GC的目的是掃描堆空間，然后將那些標(biāo)記為刪除的對(duì)象從堆空間釋放，以提升可用的堆空間。今天我們會(huì)來探討一下隱藏在GC背后的一個(gè)小秘密Safepoints。

GC的垃圾回收器

小師妹：F師兄，GC的垃圾回收器的種類為什么會(huì)有這么多呀？使用起來不是很麻煩。并且我聽說CMS在JDK9zhong已經(jīng)被廢棄了。

小師妹，這么多垃圾回收器實(shí)際是在JVM的發(fā)展過程中建立起來的，在之前的文章中，我們講到了目前的GC回收器有這樣幾種。

基于分代技術(shù)的回收器

Concurrent mark sweep (CMS) ，CMS是mark and swap的升級(jí)版本，它使用多個(gè)線程來對(duì)heap區(qū)域進(jìn)行掃描，從而提升效率。

由于CMS的參數(shù)復(fù)雜性和性能問題，CMS已經(jīng)在JDK9中被廢棄了。

Serial garbage collection，使用單一的線程來進(jìn)行垃圾回收操作，其好處就是不需要和其他的線程進(jìn)行交互。如果你是單核的CPU，那么最好就是選擇Serial garbage collection，因?yàn)槟悴荒艹浞掷枚嗪说暮锰帯Ｍ瑯拥乃渤３Ｓ迷诒容^小型的項(xiàng)目中。

Parallel garbage collection，如果你是多核處理器，那么Parallel GC可能是你的選擇。

Parallel GC是JDK8中的默認(rèn)GC。而在JDK9之后， G1是默認(rèn)的GC。

G1 garbage collection,G1=Garbage First，它是為替換CMS而生的，最早出現(xiàn)在java7中。

G1將heap區(qū)域劃分成為多個(gè)更小的區(qū)域，每個(gè)小區(qū)域都被標(biāo)記成為young generation 或者old generation。從而運(yùn)行GC在更小的范圍里運(yùn)行，而不是影響整個(gè)heap區(qū)域。

非基于分代技術(shù)的回收器

Z Garbage Collection，ZGC是一個(gè)可擴(kuò)展的，低延遲的GC。ZGC是并發(fā)的，而且不需要停止正在運(yùn)行的線程。

ZGC是在JDK11中引入的。

當(dāng)然還有正在研發(fā)中的其他GC。

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分代回收器中的問題

小師妹：F師兄，分代回收器不好嗎？為什么還有新的ZGC等基于非分代技術(shù)的回收器？

分代垃圾回收器中有一個(gè)非常常見的現(xiàn)象就是"Stop The World"。什么是Stop the world呢？

就是說在GC的時(shí)候，為了進(jìn)行垃圾回收，需要所有的線程都要暫停執(zhí)行。所有的線程都暫停執(zhí)行。

當(dāng)然G1雖然是基于分代技術(shù)，但是G1實(shí)際上是不會(huì)"Stop The World"的。

JVM定義了一些Root對(duì)象，從這些對(duì)象開始，找出他們引用的對(duì)象，組成一個(gè)對(duì)象圖。所有在這個(gè)圖里面的對(duì)象都是有效的對(duì)象，反之不在對(duì)象圖中的對(duì)象就應(yīng)該被回收。有效的對(duì)象將會(huì)被Mark為alive。

這些Root對(duì)象包括：正在執(zhí)行的方法中的本地對(duì)象和輸入?yún)?shù)。活動(dòng)的線程，加載類中的static字段和JNI引用。

safepoints

為了實(shí)現(xiàn)STW的功能，JVM需要提供一個(gè)機(jī)制，讓所有的線程可以在某一個(gè)時(shí)刻同時(shí)停下來。這個(gè)停下來的時(shí)刻就叫做safepoints。

注意，這些停下來的線程不包括運(yùn)行native code的線程。因?yàn)檫@些線程是不屬于JVM管理的。

JVM中的代碼執(zhí)行其實(shí)有兩種方式，一種是JIT編譯成為機(jī)器碼，一種是解釋執(zhí)行。

在JIT中，直接將檢查代碼編譯進(jìn)入了機(jī)器碼中。通過設(shè)置相應(yīng)的標(biāo)記位，從而在線程運(yùn)行的過程中執(zhí)行暫停的指令。

還是舉一個(gè)上篇文章中我們提到的JMH的例子：

@Benchmarkpublic void test1() {int length = array.length;for (int i = 0; i < length; i=i+1)array[i] ++;}

我們看一下它的assembly code：

可以看到其中有個(gè)test的指令，這個(gè)test指令就是生成的safe points。

通過設(shè)置標(biāo)志位，就可以在線程運(yùn)行時(shí)執(zhí)行暫停操作。

如果是解釋執(zhí)行的話，JVM保存了兩個(gè)字節(jié)碼的調(diào)度table，當(dāng)需要safepoint的時(shí)候，JVM就進(jìn)行table的切換，從而開啟safepoint。

safepoint一般用在什么地方

一般情況下，GC，JIT的反代碼優(yōu)化，刷新code cache,類重定義 ,偏向鎖撤銷和其他的一些debug操作。

我們可以通過使用-XX:+PrintGCApplicationStoppedTime來print safepints的暫停時(shí)間。

-XX:+PrintSafepointStatistics –XX:PrintSafepointStatisticsCount=1這兩個(gè)參數(shù)可以強(qiáng)制JVM打印safepoint的一些統(tǒng)計(jì)信息。

總結(jié)

Safepoint是垃圾回收中一個(gè)非常重要的概念，希望大家能夠有所了解。

本文作者：flydean程序那些事

本文鏈接：http://www.flydean.com/jvm-jit-safepoints/

本文來源：flydean的博客

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的小师妹学JVM之:JVM中的Safepoints的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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