JVM 系列之: 再谈 java 中的 safepoint

发布于 2020-10-10 08:53
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JVM 系列之: 再谈 java 中的 safepoint-开源基础软件社区

safepoint是什么


java程序里面有很多很多的java线程,每个java线程又有自己的stack,并且共享了heap。这些线程一直运行呀运行,不断对stack和heap进行操作。

这个时候如果JVM需要对stack和heap做一些操作该怎么办呢?

 

比如JVM要进行GC操作,或者要做heap dump等等,这时候如果线程都在对stack或者heap进行修改,那么将不是一个稳定的状态。GC直接在这种情况下操作stack或者heap,会导致线程的异常。

 

怎么处理呢?

这个时候safepoint就出场了。

safepoint就是一个安全点,所有的线程执行到安全点的时候就会去检查是否需要执行safepoint操作,如果需要执行,那么所有的线程都将会等待,直到所有的线程进入safepoint。

 

然后JVM执行相应的操作之后,所有的线程再恢复执行。

 

safepoint的例子


我们举个例子,一般safepoint比如容易出现在循环遍历的情况,还是使用我们之前做null测试用的例子:

JVM 系列之: 再谈 java 中的 safepoint-开源基础软件社区

运行结果如下:JVM 系列之: 再谈 java 中的 safepoint-开源基础软件社区

标红的就是传说中的safepoint。

 

线程什么时候会进入safepoint


那么线程什么时候会进入safepoint呢?

一般来说,如果线程在竞争锁被阻塞,IO被阻塞,或者在等待获得监视器锁状态时,线程就处于safepoint状态。

 

如果线程再执行JNI代码的哪一个时刻,java线程也处于safepoint状态。因为java线程在执行本地代码之前,需要保存堆栈的状态,让后再移交给native方法。

如果java的字节码正在执行,那么我们不能判断该线程是不是在safepint上。

 

safepoint是怎么工作的


如果你使用的是hotspot JVM,那么这个safepoint是一个全局的safepoint,也就是说执行Safepoint需要暂停所有的线程。

如果你使用的是Zing,那么可以在线程级别使用safepoint。

 

我们可以看到生成的汇编语言中safepoint其实是一个test命令。

test指向的是一个特殊的内存页面地址,当JVM需要所有的线程都执行到safepint的时候,就会对该页面做一个标记。从而通知所有的线程。

我们再用一张图来详细说明:JVM 系列之: 再谈 java 中的 safepoint-开源基础软件社区

thread1在收到设置safepoint之前是一直执行的,在收到信号之后还会执行一段时间,然后到达Safepint暂停执行。

 

thread2先执行了一段时间,然后因为CPU被抢夺,空闲了一段时间,在这段时间里面,thread2收到了设置safepoint的信号,然后thread2获得执行权力,接着继续执行,最后到达safepoint。

 

thread3是一个native方法,将会一直执行,知道safepoint结束。

 

thread4也是一个native方法,它和thread3的区别就在于,thread4在safepoint开始和结束之间结束了,需要将控制器转交给普通的java线程,因为这个时候JVM在执行Safepoint的操作,所以任然需要暂停执行。

 

在HotSpot VM中,你可以在汇编语言中看到safepoint的两种形式:'{poll}’ 或者 ‘{poll return}’ 。

 

总结


本文详细的讲解了JVM中Safepoint的作用,希望大家能够喜欢。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

版权声明: 本文为 InfoQ 作者【程序那些事】的原创文章。

已于2020-10-10 08:57:49修改
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