GC如何挂起/阻塞应用程序线程

Question

GC如何挂起/阻塞应用程序线程

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我知道当新对象分配失败或调用System.gc()时，垃圾回收机制会被触发。每种垃圾回收算法都建议在第一步中，垃圾回收线程将暂停所有应用程序线程，以便它们不会影响垃圾回收活动。

但是我想了解垃圾回收如何暂停所有正在运行的线程？我的意思是JVM是否定义了安全点，例如内存分配（新对象创建）或方法调用，当应用程序线程到达这些安全点时，它们将被阻止针对GC锁定。这是真的吗？如果是这样，那么以下仅执行简单计算的应用程序线程（我知道在现实中这是不可能的），它会被暂停吗？

while(true) {
    a = a + s;
    s = s + a;

    // some computation that doesn't touch any JVM safe points 
}

在这些情况下，GC活动是否会在不挂起这些应用程序线程的情况下继续进行（并在它们尝试穿过安全点时暂停/阻塞，例如对象分配）？

但我相信，GC总是等待这些应用程序线程进入安全点并在继续之前将它们挂起。我的假设是正确的吗？

- Sathish

只是为了明确起见，System.gc()并不能保证垃圾回收。它取决于多个JVM特定参数。 - Aniket Thakur

没问题，我更关心的是垃圾回收如何暂停正在运行的应用程序线程。 - Sathish

不是所有的垃圾收集器都是STW的。这取决于具体的实现，因此我认为您在VM规范中找不到相关内容。 - Dioxin

是的，这取决于所使用的垃圾回收算法。你可以阅读我之前的一个答案。 - Aniket Thakur

好的，假设我的问题与STW GC有关。请问您知道在这种情况下应用程序线程是如何被暂停的吗？ - Sathish

有几个可切换的GC；其中一些会暂停所有线程，而有些则不会。 - Maurice Perry

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- the8472 · Accepted Answer

但我想了解垃圾回收是如何暂停所有正在运行的线程的？

Hotspot实现使用安全点轮询。引用：

安全点是如何工作的？

HotSpot JVM中的安全点协议是合作式的。每个应用程序线程都会检查安全点状态，并在需要时将自己停放在安全状态下。对于已编译的代码，JIT会在特定点（通常是调用返回或循环后跳转之后）的代码中插入安全点检查。对于解释代码，JVM有两个字节码分派表，如果需要安全点，则JVM切换表以启用安全点检查。

安全点状态检查本身的实现非常狡猾。正常的内存变量检查需要昂贵的内存屏障。尽管如此，安全点检查被实现为内存读取屏障。然后，在需要安全点时，JVM取消映射具有该地址的页面，从而在应用程序线程上引发页面故障（由JVM的处理程序处理）。这样，HotSpot可以保持其JITed代码CPU流水线友好，同时确保正确的内存语义（页面取消映射强制内存屏障到处理核心）。

来自机械同理心邮件列表的更详细的描述。

 // some computation that doesn't touch any JVM safe points

编译器只允许那些可以证明在有限时间内完成的事情。否则，它会插入安全点轮询。