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2024java高频面试之JVM-第二弹

article 2024/10/24 12:27:00

什么是 STW

Java 中「「Stop-The-World机制简称 STW」」，是在执行垃圾收集算法时，Java 应用程序的其他所有线程都被挂起（除了垃圾收集帮助器之外）。「Java 中一种全局暂停现象，全局停顿」，所有 Java 代码停止，native 代码可以执行，但不能与 JVM 交互。

为什么需要 STW

在 java 应用程序中「「引用关系」」是不断发生「「变化」」的，那么就会有会有很多种情况来导致「「垃圾标识」」出错。想想一下如果 Object a 目前是个垃圾，GC 把它标记为垃圾，但是在清除前又有其他对象指向了 Object a，那么此刻 Object a 又不是垃圾了，那么如果没有 STW 就要去无限维护这种关系来去采集正确的信息。再举个例子，到了秋天，道路上洒满了金色的落叶，环卫工人在打扫街道，却永远也无法打扫干净，因为总会有不断的落叶。

什么是安全点

从线程角度看，安全点可以理解成是在「「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，说明「「虚拟机当前的状态是安全」」的。

比如：「「方法调用、循环跳转、异常跳转等这些地方才会产生安全点」」。如果有需要，可以在这个位置暂停，比如发生GC时，需要暂停所有活动线程，但是线程在这个时刻，还没有执行到一个安全点，所以该线程应该继续执行，到达下一个安全点的时候暂停，等待 GC 结束。那么如何让线程在垃圾回收的时候都跑到最近的安全点呢？

这里有「「两种方式」」：

「抢先式中断」抢先式中断：就是在stw的时候，先让所有线程「「完全中断」」，如果中断的地方不在安全点上，然后「「再激活」」，「「直到运行到安全点的位置」」再中断。

「主动式中断」主动式中断：在安全点的位置打一个标志位，每个线程执行都去轮询这个标志位，如果为真，就在最近的安全点挂起。

常见的垃圾回收器

在这里插入图片描述
Serial是一个「「单线程」」的垃圾回收器，「「采用复制算法负责新生代」」的垃圾回收工作，可以与 CMS 垃圾回收器一起搭配工作。

ParNew 是一个「「多线程」」的垃圾回收器，**「采用复制算法负责新生代」的垃圾回收工作，可以与CMS垃圾回收器一起搭配工作。

Pararllel Scavenge 是一个「「多线程」」的垃圾回收器，「「采用复制算法负责新生代」」的垃圾回收工作，可以与 Serial Old ， Parallel Old 垃圾回收器一起搭配工作。

CMS可以说是一款具有"跨时代"意义的垃圾回收器，支持了和用户线程一起工作，做到了「一起并发回收垃圾」**的"壮举"。
在这里插入图片描述
「1.初始标记」初始标记只是标记出来「「和 GC Roots 直接关联」」的对象，整个速度是非常快的，为了保证标记的准确，这部分会在「「STW」」的状态下运行。
「2.并发标记」并发标记这个阶段会直接根据第一步关联的对象找到「「所有的引用」」关系，这一部分时刻用户线程「「并发运行」」的，虽然耗时较长，但是不会有很大的影响。
「3.重新标记」重新标记是为了解决第二步并发标记所导致的标错情况，这里简单举个例子：并发标记时a没有被任何对象引用，此时垃圾回收器将该对象标位垃圾，在之后的标记过程中，a又被其他对象引用了，这时候如果不进行重新标记就会发生「「误清除」」。这部分内容也是在「「STW」」的情况下去标记的。
「4.并发清除」这一步就是最后的清除阶段了，将之前「「真正确认为垃圾的对象回收」」，这部分会和用户线程一起并发执行。