在垃圾回收中，經(jīng)常會(huì)STW，為了首先STW，jvm設(shè)計(jì)了安全點(diǎn)（safepoint）。那么什么是安全點(diǎn)？線程什么時(shí)候進(jìn)入和離開(kāi)安全點(diǎn)呢？
安全點(diǎn)概念
安全點(diǎn)：安全點(diǎn)可以理解為一些特殊位置，當(dāng)代碼執(zhí)行到這些特殊位置時(shí)，則當(dāng)前虛擬機(jī)的狀態(tài)是安全可控的。這里的安全可控是指，虛擬機(jī)可以通過(guò)VM線程找到活躍對(duì)象，能夠檢查或更新Mutator線程狀態(tài)等。
當(dāng)Mutator達(dá)到安全點(diǎn)后，可以主動(dòng)放棄CPU，讓VM線程執(zhí)行。讓Mutator在安全點(diǎn)停止的原因有2個(gè)：1. 讓VMThread能夠原子的運(yùn)行，不受Mutator的干擾，2. 在安全點(diǎn)停止更容易實(shí)現(xiàn)。當(dāng)需要STW時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)VM_Operation并放入VMThread隊(duì)列中，VMThread線程會(huì)循環(huán)處理這個(gè)隊(duì)列里的請(qǐng)求。但在真正處理VM_Operation前需進(jìn)入安全點(diǎn)，之后需要恢復(fù)安全點(diǎn)。代碼如下：
void VMThread::loop() {
assert(_cur_vm_operation == NULL, "no current one should be executing");
while(true) {
....
// 進(jìn)入安全點(diǎn)
SafepointSynchronize::begin();
//執(zhí)行VM_Operation
evaluate_operation（_cur_vm_operation);
// 退出安全點(diǎn)
SafepointSynchronize::end();
}
}
}
進(jìn)入安全點(diǎn)的方式
G1并發(fā)線程進(jìn)入安全點(diǎn)
像G1新引入的ConcurrentRefineThread、ConcurrentMarkThread和G1StringDedupThread線程，當(dāng)這些線程在內(nèi)部工作時(shí)會(huì)調(diào)用join，離開(kāi)時(shí)候調(diào)用leave，主動(dòng)放棄時(shí)調(diào)用yield。其中，用join判斷VMThread是否發(fā)出了安全點(diǎn)的請(qǐng)求，若發(fā)出則等待。等并發(fā)線程leave后，VMThread就可以工作了。并發(fā)線程在leave后，在做下一次工作時(shí)，又會(huì)再調(diào)用join，若VMThread發(fā)出請(qǐng)求，
就會(huì)進(jìn)入等待。解釋線程進(jìn)入安全點(diǎn)
如果Mutator是解釋執(zhí)行，即通過(guò)模板解釋器執(zhí)行字節(jié)碼，那么該如何放棄CPU，JVM提供了一個(gè)正常的指令派發(fā)表和異常指令派發(fā)表，當(dāng)需要進(jìn)入安全點(diǎn)時(shí)，JVM會(huì)用異常指令派發(fā)表代替正常的指令派發(fā)表，那么線程執(zhí)行完當(dāng)前指令后就會(huì)進(jìn)入異常指令派發(fā)表，異常指令派發(fā)表所有的棧頂狀態(tài)緩存都會(huì)執(zhí)行進(jìn)入安全點(diǎn)的方法，從而進(jìn)入安全點(diǎn)。編譯線程進(jìn)入安全點(diǎn)
編譯線程進(jìn)入安全點(diǎn)是借助于Linux信號(hào)完成的。JVM在初始化時(shí)會(huì)生成一個(gè)全局的輪詢頁(yè)面。JIT在編譯時(shí)會(huì)插入額外的匯編代碼去輪詢這個(gè)頁(yè)面的狀態(tài)，若不可讀則產(chǎn)生一個(gè)SIGSEGV，JVM則會(huì)處理這個(gè)信號(hào)并最終將線程阻塞。正在執(zhí)行本地代碼的線程進(jìn)入安全點(diǎn)
如果線程正在運(yùn)行本地代碼，是無(wú)法訪問(wèn)Java對(duì)象的，此時(shí)VMThread可與本地代碼并發(fā)運(yùn)行。當(dāng)此線程切換到Java代碼執(zhí)行的時(shí)候，那么就需要讓這個(gè)線程暫停。JVM是通過(guò)在設(shè)置標(biāo)志位來(lái)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)切換到Java代碼時(shí)，若發(fā)現(xiàn)標(biāo)志位已設(shè)置則讓自己暫停。
