文章目錄

• Safe Point 安全點
• Safe Region 安全區域
• OopMap

Safe Point 安全點

思考： 如上圖 GC的時候，是不是可以馬上GC，而不用去care用戶線程 ？

答案肯定是不行的。 HotSpot中GC不是在任意位置都可以進入，而只能在safepoint處進入。

JVM在設計的時候在“特定位置”記錄了OopMap , 而這些位置被稱為安全點。

簡單來說

安全點就是指代碼運行到這個地方，它的狀態是確定的， JVM就可以安全的進行一些操作，比如GC。

所以GC不是想什么時候做就立即觸發的，是需要等待所有線程運行到安全點后才能觸發。

安全點主要解決的是如何停頓用戶線程。

這些特定的安全點位置主要有以下幾種:

• 方法返回之前
• 調用某個方法之后
• 拋出異常的位置
• 循環的末尾
• …等等

安全點的選定的核心在于： 既不能太少 （太少的話用戶線程一直在跑，跑不到SafePoint， 那就沒法GC， 并且跑的過程中用戶線程也會創建對象，也要占內存，本身需要GC，那就說明內存吃緊了） ，也不能太多 （太多太頻繁就意味著運行時內存負荷較高） 。

第二個問題需要考慮： 如何在GC時讓用戶線程都跑到最近的安全點，然后停下來。 JVM 采取的方式是主動式終端，不直接線程操作，僅簡單設置一個標志位，各個程序執行的時候去輪詢這個標志，一旦返現中斷標志位真就自己在最近的安全點上主動掛起。

輪詢標志的地方和安全點是重合的。

既然是輪詢，那必須得高效，HotSpot把輪詢的操作精簡到只有一條匯編指令的程度，使用的是內存保護陷阱的方式。

---

Safe Region 安全區域

安全似乎解決了如何停頓用戶線程，讓虛擬機進入GC狀態的問題了。 但如果程序“不執行”呢？

舉個例子，線程休眠 Thread.sleep(100_000) 休眠100秒，要等100秒才能運行到安全區域啊 ，這可咋玩？ 或者用戶狀態Blocked了 ，這都不執行了，壓根就沒法跑到safe point點了。。。。。

JVM設計大神引入了 Safe Region 來解決類似問題。

Safe Region 是指在一段代碼片段中，引用關系不會發生變化。在這個區域內的任意地方開始 GC 都是安全的。

當用戶線程執行到安全區里的代碼是，會先標識自己進入了安全區域，那GC的時候就不管這些已經聲明自己在安全區域的線程了。

---

OopMap

GC 我們都知道是清理那些引用不可達的對象， 簡單來說 JVM怎樣才能夠判斷出所有位置上的數據是不是指向GC堆里的引用 ？

從外部記錄下類型信息，存成映射表 ， 這種數據結構被稱為 OopMap 。

在HotSpot中，對象的類型信息里有記錄自己的OopMap，記錄了在該類型的對象內什么偏移量上是什么類型的數據。

oopMap是一個附加的信息，告訴你棧上哪個位置本來是個什么東西。

這個信息是在JIT編譯時跟機器碼一起產生的。因為只有編譯器知道源代碼跟產生的代碼的對應關系。

每個方法可能會有好幾個oopMap，就是根據safepoint把一個方法的代碼分成幾段，每一段代碼一個oopMap，作用域自然也僅限于這一段代碼。

循環中引用多個對象，肯定會有多個變量，編譯后占據棧上的多個位置。那這段代碼的oopMap就會包含多條記錄。

每個被JIT編譯過后的方法也會在一些特定的位置記錄下OopMap，記錄了執行到該方法的某條指令的時候，棧上和寄存器里哪些位置是引用。

這樣GC在掃描棧的時候就會查詢這些OopMap就知道哪里是引用了。這些特定的位置主要在：

• 1、循環的末尾
• 2、方法臨返回前 / 調用方法的call指令后
• 3、可能拋異常的位置

這種位置被稱為“安全點”（safepoint）。之所以要選擇一些特定的位置來記錄OopMap，是因為如果對每條指令（的位置）都記錄OopMap的話，這些記錄就會比較大，那么空間開銷會顯得不值得。

選用一些比較關鍵的點來記錄就能有效的縮小需要記錄的數據量，但仍然能達到區分引用的目的。

因此，HotSpot中GC不是在任意位置都可以進入，而只能在safepoint處進入。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的JVM - 解读GC中的 Safe Point Safe Region的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。