对象的存活与死亡(2)

  c) 标记-整理算法
  标记过程和"标记-清除"算法一样,但是后续步骤不是直接对可回收对象进行清理,而是让所有存活的对象都向一端移动,然后直接清理掉端边界以外的内存。 

  d) 分代收集算法
  当前商业虚拟机的垃圾收集都采用"分代收集"(Denarationl Collection)算法。 

  根据对象存活周期的不同将内存划分为几块。一般是把Java堆分为新生代和老年代。这样就可以根据各个年代的特点采用最合适的收集算法。在新生代中,每次垃圾收集时,都发现有大批对象死去,只有少量存活,那就选用复制算法,只需要付出少量存活对象的复制成本就可以完成收集。而老年代中因为对象存活率高,没有额外空间对它进行配置担保,就必须使用"标记-整理"算法来进行回收。

4.HotSpot的算法实现
  1) 枚举跟节点
  GC停顿:可达性分析工作必须在一个能确保一致性的快照中进行。"一致性"是指在整个执行系统看起来就像被冻结在某个时间上,不可以出现分析过程中对象引用关系还在不断变化的情况,该点不满足的话分析结果准确性就无法得到保证。这点是导致GC进行时必须停顿所有Java执行线程的其中一个重要的原因,即使是号称几乎不会发生GC停顿的CMS收集起中,枚举根节点时也是必须停顿的。 

  在HotSpot的实现中,是使用一组称为OopMap的数据结构来达到这个目的的,在类加载完成的时候,HotSpot就把对象内什么偏移量上是什么类型的数据计算出来,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在扫描时就可以得知这些信息类。

  2) 安全点
  HotSpot没有为每条指令都生成OopMap,只是在"特定位置"记录类这些信息,这些位置称为安全点(Safepoint),即程序执行时并非所有地方都能停顿下来开始GC,只有到达安全点时才能暂停。 

  Safepoint选定既不能太少以至于GC等待时间太长,也不能过于频繁以至于过分增大运行的负荷。所以安全点的选定基本上是一程序"是否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这个原因而过长时间运行,"长时间执行"的最明显的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Safeponit。 

  如何在GC发生发生时让所有线程(不包括执行JNI调用的线程)都在最近的安全点上才停下来。有两种方案可供选择:
  I.抢先式中断(Preemtive Suspension):不需要线程的执行代码主动去配合,在GC发生时,首先把所有线程全部中断,如果发现有线程中断的地方不再安全点上,就恢复线程让它跑到安全点上。(现在几乎没有虚拟机实现采用抢先式中断来暂停线程响应GC事件) 

  II.主动式中断(Boluntary Suspension):思想是当GC需要中断线程的时候,不直接堆线程操作,仅仅简单地设置一个标志,各个线程执行是主动去轮询这个标志,发现中断标志为真时就自己中断挂起。轮询标志的地方和安全点是重合的。另外再加上创建对象需要分配内存的地方。 

  3) 安全区域(Safe Regin)
  安全区域是指在一端代码片段中,引用关系不会发生变化。在这个区域的任意地方开始GC都是安全的,我们可以把Safe Regin看作是被扩展了的Safepoint。

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