safe-point(safepoint 安全点) 和 safe-region(安全区域)

以 GC safe-point引入

GC如何找到不可用的对象?编写代码的时候是能够知道对象不可用的，但对于程序来讲，须要必定的方式来知晓，可用方法好比：编译分析，引用计数，和对象是否可达

可达性分析

mutator 含义：，通常GC执行完以后，才会恢复应用的运行，而在GC相关文献中，这里的应用就是mutator

一个对象只要可以经过mutator触达，那么它就是“活”着的。若是Mutator栈的一个槽位包含了对象的引用，那么对象就是直接可触达。而从直接可达对象可触达的对象一定也是可达的，于是可达性分析，只须要找到直接可达的引用。

直接可达的引用就是根引用，根引用的集合就是根的集合

mutator的上下文就包含了直接可达的数据，因此要获取对象根集合就是要找到mutator上下文中的对象引用，而mutator的上下文指的就是它的栈、它的寄存器文件以及一些线程上特定的数据

全局数据自己也是直接可达的

可达性分析为了确保能正确的决定对象是否存活，GC须要获取mutator 上下文的一致性快照，而后枚举全部的根对象。

这里的一致性指的是 快照的抽取就像只在一个时间点发生，来避免丢失一些活着的对象

如何获取 mutator上下文的一致性快照

一种简单的方式就是在跟引用的过程当中暂停全部的线程。当mutator暂停了它的执行时，只有将全部引用信息保存在其上下文中，才能枚举根的集合，这意味着，mutator须要可以告知那些栈的槽位有引用，那些寄存器持有引用。若是GC可以准确的获取上述引用信息，它就称做精准根集合枚举。

没法获取就是不精准的，如下只讲精准的

如何获取精准的引用信息枚举

对于java来讲，JIT知晓全部的栈帧信息和寄存器的内容，当JIT编译一个方法时，对于每条指令，它均可以去保存根引用信息，保存意味着额外的存储空间，若是要存储全部的指令就显得花销太大，另外在真实的运行过程当中也只有少数指令才会成为暂停点，所以JIT只须要保存这些指令点的信息就够了。而真正有机会成为暂停点的地方就称做 safe-points，即可以安全的枚举根集合的暂停点。

safe-point 定义

“A point in program where the state of execution is known by the VM”，即代码中VM可以准确知道执行状态的位置。
safe-point有多个种类

• GC safepoint，要触发一次GC，JVM中的全部线程都必须达到GC safepoint
• Deoptimization safepoint,要触发一次 deoptimization，须要执行deoptimization的线程要到达safepoint以后才能够开始deoptimize

Hotspot中二者实如今一块儿，概念上没有直接联系，须要数据不同

如何保证mutator会在 safe-point暂停

当GC想要触发一次回收时，它会设置一个标志，mutator则周期性的去检查(poll)这个标志，若是检查到了，就会立马暂停，这里的检查点(poll points)也是安全点，由JIT负责把poll points放到合适的位置

那些地方适合设置检查GC事件的标记

polling point插入的主要原则是:

1. polling point应该足够多，防止GC等一个mutator的暂停太长，致使其余mutator都走在等GC释放空间，程序整个等待过长
2. polling point不能太频繁致使运行时存储开销过大
3. polling自己也是有开销的，不能过多

权衡下来只在必须和必要的地方加

1. 在分配地址的时候强制添加，由于分配空间颇有肯能致使回收，因此这里是一个安全点
2. 长时间的执行通常意味着循环和方法调用，因此方法调用和循环返回最好加上

可是有时候并非长时间的执行，而是长时间的空闲，好比 sleep、block，线程在执行其余的native函数，这些时候JVM没法掌控执行能力，也就没法响应GC事件。

不一样的JVM选用不一样的位置放置safepoint。

如何解决sleep/block 带来的问题

引用safe-region。safe-region是指代码快中没有用到会变异的部分，这样的代码块中，任何一个点均可以安全的枚举根。当进入到safe-region中时，mutator会设置一个准备标记，在离开safe-region区域以前，会检查GC是否已经完成了回收，若是没有，那么就暂停执行，若是有，就能够直接离开safe-region区域，不须要暂停mutator

文章翻译自 Xiao-Feng Li 博客

rednaxelafx对safepoint的回答

总结

代码的执行过程当中，若是须要执行某些操做，好比GC，deoptimize,等等，必须知道当前程序全部线程运行到的地方，是否可以刚好知足我执行对应操做，而不会对应用程序自己形成损害，这些可以正确执行操做的地方也就是safepoint/saferegion