垃圾采集器和内存分配策略-HotSpot算法实现

　　以前，我们介绍了如何判断对象是否还活着并实现相关的垃圾采集算法. 在此基础上，我们将讨论在HotSpot中实现这些算法时必须满足的要求，以确保算法的有效执行.

　　首先，让我们看一下图片: 该图片分析了在执行HotSpot算法和执行可达性分析算法时必须满足的要求

　　虚拟机algorithm.png

　　图像分析过程如下:

　　可达性分析算法从GC Roots节点搜索参考链，但是如果您在程序中一个接一个地检查参考，则会消耗大量时间，并且可达性分析算法对时间非常敏感，在分析过程中需要时间时间的一致性就像时间已经停止一样. 无法在此处分析引用链，并且那里的对象引用仍在变化. 因此，必须在GC进程中停止所有Java执行线程.

　　为了确保执行效率，在分析可达性分析算法时并不需要分析所有参考. 而是直接通过称为“ OopMap”的数据结构保存对象的引用，以便HotSpot可以快速而准确地完成GC根枚举. 但是，由于整个系统中的引用过多，因此无法将所有指令保存在OopMap中，否则会增加GC空间的成本. 实际上，HotSpot只会使用OopMap在某些特定位置记录信息.

　　哪些特定点与程序状态有关. 例如，当程序正常执行时，它将进入一个称为“安全点”的特定位置以保存参考信息. 相反，如果程序处于休眠或锁定状态，它将进入一个安全区域进行保存.

　　安全点的数量应适当. 选择标准是: 是否具有允许程序长时间执行的特征. 选择安全点之后，如何在发生GC时使所有线程（不包括JNI调用的线程）进入安全点？这里有两种方法

　　①抢先中断（PreeMptive Suspension）: 不需要所有线程积极配合，而是直接中断所有线程. 如果在中断时发现线程不在安全点，则将还原该线程并使其安全运行. 单击然后中断.

　　②自愿暂停: 执行GC操作时，线程不会直接中断，而是会给该线程一个标志. 每个线程将自动检查该标志是否为true. 如果为真，则自行挂起. （查询标志的位置与安全点重合）

　　当前的虚拟机基本上使用第二种方法: 主动中断.

　　安全区域意味着在另一段代码中，引用关系将不再更改. 执行GC操作时，该线程在该区域中的任何位置都是安全的. 安全区域是安全点的升级版本. 进入安全区域的线程将带有一个标志，表明它们已进入安全区域，并且在发生GC时虚拟机将不会管理这些线程. 当这些线程要离开安全区域时，它们必须检查外部GC操作是否已完成. 如果GC已完成，则线程将继续执行. 如果GC未完成，则线程必须在安全区域中等待，以等待GC完成后再离开.