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JVM-stw

2023-02-23 09:35:56   0  举报

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JVM-stop the world

jvm垃圾回收

作者其他创作

大纲/内容

实现：当开始检查引用是否为GC Roots的时候，停止其他非垃圾回收线程的工作，直到完成垃圾回收。这也就造成了垃圾回收所谓的暂停时间（GC pause）

SafePoint

是什么?

可以理解成是在代码执行过程中的一些特殊位置，当线程执行到这些位置的时候，线程可以暂停。在 SafePoint 保存了其他位置没有的一些当前线程的运行信息，供其他线程读取。这些信息包括：线程上下文的任何信息，例如对象或者非对象的内部指针等等。我们一般这么理解 SafePoint，就是线程只有运行到了 SafePoint 的位置，他的一切状态信息，才是确定的，值得一提的Java 线程特性也是基于 SafePoint 实现的，那就是 Thread.interrupted()，线程只有到了SafePoint才能知道是否被中断

jvm是如何判断哪些代码需要放置SafePoint?

需要具备“是否具有长时间运行指令”的特征。我们知道，CPU资源是时间片段，如果在占用cpu时间比较小的指令位置设置安全点，线程的中断操作导致的全局暂停会效果会被放大；反之，在需要长时间运行的指令位置进行中断操作，延迟效果会被覆盖

什么情况会进入SafePoint?

1.定时进入 SafePoint，-XX:GuaranteedSafepointInterval(默认是1000ms)，针对这点进行优化将该值改为0

2.gc垃圾回收

3.JIT(即时编译)优化

经过即时编译器优化的代码，都会在方法返回之前放置一个SafePoint

可数循环优化：通常，HotSpot JVM 会在循环中添加一个safepoint 轮询，以便在 JVM 需要执行 stop the world 操作时暂停线程，Safepoint 轮询不是免费的（也就是说，它有一些性能开销）。因此 JIT 编译器会在可能的情况下尝试消除它。其中一个优化是从 counted loops中删除 safepoint 轮询。

那么什么是 counted loops(可数循环) 呢？
你程序里面的 for（int i=0；i<1000000000；i++ 是一个典型的 counted loops，for int i就是可数循环，for long i就是不可数循环，就是有明确的循环计数器变量，而且该变量有明确的起始值、终止值、步进长度的循环

-XX:+UseCountedLoopSafepoints 选项可以关闭安全点轮询的优化,防止大循环 JIT 编译导致内部 Safepoint 被优化省略，导致进入 SafePoint 时间变长

4.Class redefinition，由于涉及到类重定义，需要修改栈上和这个类相关的信息

5.Biased lock revocation 取消偏向锁，高并发的情况下，偏向锁会经常失效，导致需要取消偏向锁，取消偏向锁的时候，只会暂停偏向线程

-XX:-UseBiasedLocking 禁用偏向锁(默认开启) [-xx:+UseBiasedLocking 表示启用偏向锁]

6.Various debug operation，例如:dump和dead check

中断策略

抢占式中断：抢占式中断不需要线程的执行代码去主动配合，当触发GC时，JVM会中断所有线程，然后依次检查每个线程中断的位置是否为Safepoint，如果不是则恢复线程，让它执行至Safepoint再进行中断

主动式中断：设置一个标志位，用户线程执行过程中，不停的主动轮询这个标志，一旦发现中断标志为真，自己就在最近的安全点上主动中断挂起。这个轮询是否需要进入安全点的动作在每个安全点时发生，这个动作被称之为polling point，polling也有开销，这也是HotSpot并没在每个字节码指令都放置一个safepoint的原因

SaveRegion

是什么？

如果某个线程并没有在执行时怎么办？例如某个线程正在Sleep或者Blocked，那这些线程是无法走到安全点的。为了解决这个问题我们引入安全区域

(safe regoin)这个概念，你可以把它理解为一个扩大的安全点（某个不会不会发生引用关系变化的区域）例如：线程被挂起，或者线程执行JNI(java native interface)函数等等

触发SafePoint/SafeRegion的奇怪案例