ZGC源码解析(四)

2023-03-30  本文已影响0人  allanYan

阶段6(Concurrent Reset Relocation Set)

  //重置forwarding table
 for (ZForwarding* forwarding; iter.next(&forwarding);) {
    _forwarding_table.remove(forwarding);
  }

  // 重置relocation set
  _relocation_set.reset();

这个阶段做的事情比较简单,主要是清理工作,为下一步做好准备,直接在ZDriver线程执行;

阶段7(Pause Verify)

当前VerifyBeforeGC 、 VerifyDuringGC 和VerifyAfterGC参数其中任何一个配置为true时,将会执行校验,这个阶段是需要暂停业务线程的,默认不执行;

阶段8(Concurrent Select Relocation Set)

该阶段是根据前面阶段标记的结果,选择要进行转移的page页;

void ZHeap::select_relocation_set() {
  ZRelocationSetSelector selector;
  ZPageTableIterator pt_iter(&_page_table);
  for (ZPage* page; pt_iter.next(&page);) {
  //如果页是在本次GC开始之后分配的,则认为里面的对象都是活跃的,不需要转移
    if (!page->is_relocatable()) {
      continue;
    }

  //如果该页的被标记过,说明存在活跃的对象,注意,此处要求一个page的垃圾超过25%才会加入到_live_pages
    if (page->is_marked()) {
      selector.register_live_page(page);
    } else {
    //没有活跃对象,可以全部被回收
      selector.register_empty_page(page);
     //释放空页面(达到64个释放一次,避免频繁释放)
      free_empty_pages(&selector, 64 /* bulk */);
    }
  }
 // 释放空页面
  free_empty_pages(&selector, 0 /* bulk */);

  // 选择要回收的pages
  selector.select();
  _relocation_set.install(&selector);

  ZRelocationSetIterator rs_iter(&_relocation_set);
  for (ZForwarding* forwarding; rs_iter.next(&forwarding);) {
    _forwarding_table.insert(forwarding);
  }
}

ZGC是如何选择需要转移的page呢?

  1. 如果是large page,不会被选中;
  2. _live_pages根据存活对象升序排列,统计前N个page里面的垃圾占比,如果大于25%,则这个N个page需要进行转移;
  3. 更新全局的_forwarding_table信息;

阶段9(Pause Relocate Start)

void ZHeap::relocate_start() {
  // 更新metasapce的大小
  _unload.finish();

  // 切换地址视图到Remapped,在这个之后新分配的对象,地址视图都是Remapped
  flip_to_remapped();

  // Enter relocate phase
  ZGlobalPhase = ZPhaseRelocate;
}

阶段10(Concurrent Relocate)

对象转移是和业务线程并发执行的,具体的逻辑如下:

virtual void work() {
    ZRelocateClosure<ZRelocateSmallAllocator> small(&_small_allocator);
    ZRelocateClosure<ZRelocateMediumAllocator> medium(&_medium_allocator);

    for (ZForwarding* forwarding; _iter.next(&forwarding);) {
      if (is_small(forwarding)) {
        small.do_forwarding(forwarding);
      } else {
        medium.do_forwarding(forwarding);
      }
    }
  }

并发转移的逻辑如下:

  1. 遍历转移集中的page,根据是small page还是medium page进行后续处理;
  2. small和medium page的处理逻辑类似,区别是对象分配器不同,一个是ZRelocateSmallAllocator,另外一个是ZRelocateMediumAllocator;
  3. 首先使用ZRelocateSmallAllocator或ZRelocateMediumAllocator配置一个page页,然后遍历ZForwardingEntry对象,将对象从原地址转移到新地址,同时更新ZForwardingEntry的to_offset,field_populated字段也设置为true;
  4. 为了提高内存使用效率,ZForwardingEntry是使用一个64bit的整数来记录这些信息,其中第0位表示populated信息,1-45表示To Object Offset,46-63表示 From Object Index;
    5.此处主要,转移完成之后,_forwarding_table信息并没有清除,而是到下次GC时才会清理掉,原因在于对象转移了,但是可能对象在很多地方被引用,这些引用地址并没有被调整;那么ZGC是如何处理这种情况的呢?其实在前面已经说过,ZGC会使用读barrier来进行地址的调整,代码如下:
uintptr_t ZBarrier::weak_load_barrier_on_oop_slow_path(uintptr_t addr) {
  return ZAddress::is_weak_good(addr) ? ZAddress::good(addr) : relocate_or_remap(addr);
}
uintptr_t ZBarrier::relocate_or_remap(uintptr_t addr) {
  return during_relocate() ? relocate(addr) : remap(addr);
}
inline uintptr_t ZHeap::remap_object(uintptr_t addr) {
  assert(ZGlobalPhase == ZPhaseMark ||
         ZGlobalPhase == ZPhaseMarkCompleted, "Forward not allowed");

  ZForwarding* const forwarding = _forwarding_table.get(addr);
  if (forwarding == NULL) {
    // Not forwarding
    return ZAddress::good(addr);
  }

  // Forward object
  return _relocate.forward_object(forwarding, ZAddress::good(addr));
}
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