Hotspot GC实现原理

GC扫描

可达性分析的GC Roots主要是全局性引用或在Stack Frame中 ，现在的应用仅仅方法区往往就有几百兆，这样要这个检查这里面的引用，就必然会消耗很多时间，效率很低。

分析工作在一个保证一致性的快照中进行。在整个分析期间，要确保整个执行系统被冻结，如果分析过程中对象引用还有不断变化，就会影响分析结果，准确性便无法保证。这是GC工作时必须停止当前所有线程的一个重要原因。

当系统停下来后，并不会一个不漏的检查所有全局区，而是通过使用一种称为 OopMap的数据结构来获取对象引用的位置信息。

类加载完成后，Hotspot就会把对象内什么偏移量上什么类型的数据计算出来，在编译过程中，也会在特点位置记录下栈和寄存器中那些位置是引用。这样GC扫描时就知道那些是引用了。

安全点

在OopMap的协助下，Hotspot可以快速准确的枚举GC Roots。

记录了引用信息的地方叫做Safepoint（安全点），在程序执行时，并不是所有的地方都能停顿下来开始GC，只有到达安全点才可以。

1）安全点不能少（GC等待时间太长），也不能太多（GC频繁启动）。所以安全点选定的标准就是，是否具有让程序长时间执行的特征。

2）还需要考虑，如何在GC发生时让所有线程都跑到最近的安全点上再停下了。

安全区

对于处于sleep和blacked状态的线程，无法响应jvm发出的请求，走到安全点去中断挂起。这就需要Safe Region安全区。

安全区指的就是一段代码片段之中，引用关系不会发生变化。在这个区域任何地方开始GC都是安全的。在线程离开Safe Region 时会检查系统是否已经完成了GC，如果没有完成，就等待直到收到可以安全离开Safe Region的信号为止。