安全点 safe point

是什么? 有什么用？

两种遍历 GC Roots 的方法：

1. 遍历方法区和栈区查找（保守式GC）
2. OopMap 数据结构来记录 GC Roots 位置（准确式GC）

通过 OopMap，jvm可以快速且准确地完成 GC Roots 枚举，但是导致引用发生变化的指令非常多，不可能为每一条指令都生成 OopMaps，这也需要大量的额外空间。对应 OopMap 的位置即可作为一个安全点（Safe Point）。

jvm选择在某些“特定的位置”记录这些信息，这些位置就是“安全点”。安全点意味着在这个点时，所有工作线程的状态是确定的，JVM 就可以安全地执行 GC 。

安全点就是某些记录线程此时调用栈、寄存器等一些重要的数据区域里什么地方包含了 GC 要管理的指针（对象引用），而这些对象引用是通过 OopMaps 结构进行记录的，可以直接通过对 OopMaps 结构的访问来获得对象的引用。

安全点的作用就是来表示程序执行到安全点时，可以看作冻结状态，因此安全点选定的既不能太少，导致 GC 等待时间变长，也不能太多，造成系统的负荷。但是大部分的指令执行都很快，程序长时间执行最显著的特征就是“指令复用”，如方法调用、循环跳转、异常跳转等功能的指令才会产生安全点。

如何选定安全点 (避免程序长时间无法进入 Safe Point)：

• 循环的末尾
• 方法临返回前
• 调用方法之后
• 抛异常的位置

GC时线程如何在安全点进入冻结状态？

• 抢先式中断：
  直接粗暴的暂停全部的用户线程，如果发现用户线程并不在安全点上，则继续恢复这条线程继续执行，让他一会再重新中断，直到跑到安全点上为止。（现在几乎没有虚拟机采用这种实现）。

• 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，这也是上文中我们提到的HotSpot并没每个字节码指令都放置一个 safepoint 的原因。

安全区域 safe region

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函数等等。

每当线程进入这些安全区域时都会有一个 safe point 检查，以便通知 JVM 此线程已经到达安全区域。并在退出时再次检查此次根节点枚举（或回收）是否已经完成，如果没有，他将继续在这个安全区域挂起。