在可達性分析之前面臨的問題
可達性分析的時間敏感性，主要體現(xiàn)在搜索根節(jié)點，以及引用一致性上
- 搜索根節(jié)點：可作為GC Roots的節(jié)點主要在全局性的引用上（常量與靜態(tài)屬性）與執(zhí)行上下文（棧中的本地變量表）中，但是對于大型應(yīng)用，在方法區(qū)的空間大小就有幾百兆，每次搜索所有 GC Roots 時都將耗費大量的時間
- GC停頓：每次進行可達性分析時都需要保證在分析過程中引用關(guān)系的保持不變（引用一致性），這就導(dǎo)致進行GC時必須暫停所有java執(zhí)行線程，即使在號稱不會發(fā)生GC停頓的CMS收集器中，枚舉根節(jié)點時用戶線程也是必須要停頓的。
為了改善上述的性能問題
OopMap(Ordinary object Pointer Map 普通對象指針 Map數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu))
HotSpot JVM 在特定的位置存儲棧和寄存器中哪些位置是引用，這樣就不用每次GC時都去遍歷這些區(qū)域，節(jié)省了大量時間。
Safepoint（安全點）
- 當需要GC時，程序執(zhí)行時并非在所有地方都能停頓下來進行GC，只有到達安全點時才能暫停。
- 理論上OopMap為了能在任意位置進行暫停GC，必須為每條命令生成對應(yīng)的OopMap對象，這將需要大量的空間，GC空間成本將會增加，實際上HotSpot只會在安全點生成對應(yīng)的OopMap來記錄這些引用。
GC發(fā)生時，應(yīng)用程序如何暫停？
- 搶先式暫停：不需要線程的執(zhí)行代碼進行配合，而是在GC時直接中斷暫停，然后判斷哪個線程沒有落在安全點上，如果沒有落在安全點則恢復(fù)線程使其運行到最近的安全點上。
- 主動式暫停：設(shè)置一個標志，每個線程執(zhí)行到安全點或者創(chuàng)建對象需要分配內(nèi)存空間的時候主動輪詢這個標志，發(fā)現(xiàn)為中斷標志時使自己中斷掛起。這是所有JVM的主要實現(xiàn)方式。
Safe Region（安全區(qū)域）
- 為了解決處于sleep和blocked狀態(tài)的線程沒有辦法響應(yīng)JVM的中斷請求（或者主動輪詢中斷標志），始終沒有辦法走到安全點
- 安全區(qū)指的是一段代碼之中，引用關(guān)系不會發(fā)生變化，在這個區(qū)域中的任意地方開始對這個線程 GC 都是安全的。
過程
- 在線程執(zhí)行到Safe Region的代碼時，首先標識自己已經(jīng)進入了Safe Region，然后線程可以繼續(xù)運行，在這期間可以sleep或者blocked，但是離開安全區(qū)域必須檢查系統(tǒng)是否已經(jīng)完成了根節(jié)點的枚舉或者是整個GC過程，如果為是，則離開，否則等待直到為是。
- 由于線程sleep或blocked時引用關(guān)系不再變化，而引用關(guān)系不再的變化的代碼位于安全區(qū)域，換句話說sleep或blocked總是在安全區(qū)域內(nèi)，所以GC時不用使sleep或blocked的線程跑到安全點上，因為位于安全區(qū)域的線程不管狀態(tài)如何，都能保證在這段時間內(nèi)引用是不在變化的。
總結(jié)
- 每個安全點、安全區(qū)域指的是某一個線程執(zhí)行的位置和區(qū)間，當發(fā)生GC時，每個線程都到達各自對應(yīng)的最近的安全點或安全區(qū)域，就可以保證引用一致性了。
- JVM負責設(shè)置中斷和恢復(fù)安全點的所有線程，GC 面向的是所有線程。
- 可達性分析后進行回收時線程是繼續(xù)執(zhí)行還是暫停取決于垃圾收集器的執(zhí)行方式（并行還是串行的）
