為什么需要STW呢？試想你媽給你打掃房間的場景：把你攆出去，關上門，打掃干凈，打開門，數(shù)落你，揍你…一套標準化流程后，房間干凈了。打完你，***心情變好了，打麻將都能多贏點。

這里面有個關鍵環(huán)節(jié)：把你攆出去。盡管在打掃房間的過程中你可能不會制造垃圾，但是你的存在就有這個風險，所以必須把你攆出去。這話不是我說的，是從***行為中揣摩出來的。^_^

試想，如果不把你攆出去，你媽打掃垃圾的同時，你又陸陸續(xù)續(xù)制造了垃圾，那這場打掃房間的行動是不是變成了無法結束的行動啊。或者到某個時間點，你媽打掃了一半走了，丟下一句話：朽木不可雕也，孺子不可教也。

垃圾收集器也是一樣的，為了保證清理垃圾的完整性，在某些環(huán)節(jié)，就會STW。比如所有垃圾收集器中都有的一個階段：初始階段，即掃描根對象，需要STW。小伙伴門看過的幾乎所有資料，講到這基本就沒了對吧。但這不是子牙老師我的風格，咱們接著往后面說。

STW

JVM中要做到STW是很難的。為什么這么說呢？因為需要考慮很多很多因素。

一、JVM中存在多種類型的會發(fā)生改變內存行為的線程：

• 執(zhí)行業(yè)務邏輯的用戶線程

• 執(zhí)行native方法的Java線程

• 執(zhí)行垃圾收集的GC線程

• 執(zhí)行即時編譯的JIT線程

二、每種類型的線程個數(shù)，在需要STW的那一刻，可能都不止一個。

三、每種類型的線程，在需要STW的那一刻，執(zhí)行到的代碼位置也未可知。

四、每種類型的線程阻塞的點還不能隨機。因為線程在阻塞前需要更新OopMap。

OopMap是什么？你可以理解成是記錄這個線程一路跑下來經歷過的所有Java對象的集合。為什么要有OopMap呢？因為沒有的話，你就得掃描整個棧，去查找根對象。

這里說的只是查找根對象的一種情況哈，勿抬桿，我會記仇。^_^

如何暫停線程

聽我這么一分析，好像確實很復雜哈。那如果是你來實現(xiàn)，你會怎么解決呢？小伙伴門可以想一想。經常想這樣有深度的問題，有利于提高你的思考深度。

我們還是來看看JVM是如何高明地解決的吧。

如果線程隨便哪個位置阻塞都合適，這個問題就會簡單一百倍。但是這里簡單了，給其他地方就帶來了災難。就是說線程阻塞前需要更新OopMap，如果不更新，沒有這個數(shù)據的話，GC時就需要掃描所有線程的所有棧的所有棧幀來查找根對象。

OopMap的存在，其實又是一種空間換時間的策略。因為相比內存的價格，降低GC延時明顯更重要。

但是JVM的執(zhí)行流那么多，何時？在什么地方？更新OopMap呢？這就是安全點存在的意義。安全點同時解決了STW及更新OopMap。

其實也可以這樣說，不理解安全點就無法理解STW，甚至于無法理解GC。

安全點

安全點涉及的知識點非常多、非常底層。本篇文章就講安全點中與STW相關的知識點。其他的知識點后面會寫系列文章展開講。感興趣的小伙伴可以關注我公眾號關注我的發(fā)文動態(tài)：硬核子牙。

這段代碼是大家看GC源碼時經常看到的

SafepointSynchronize::begin

我把hotspot源碼中核心的代碼粘過來

這段代碼到底做了哪些事情呢：

• 告訴JVM馬上要開始GC（下雨）了，開始做準備工作了（準備收衣服了）。本質就是修改一些屬性位。比如第5行代碼，通知解釋器做好準備工作，迎接GC到來。

• 將polling_page對應的物理頁設置成不可讀狀態(tài)。這步非常非常重要。等下說。

• 不停檢測，確定是否所有的線程都已進入安全點。只有都已進入安全點，才能執(zhí)行GC邏輯。

STW的真面目

安全點是如何解決讓所有的線程都阻塞的呢？開啟安全點為什么要將物理頁的屬性改為不可讀呢？

因為JVM在生成執(zhí)行流代碼的時候，都會在適合作為安全點的地方插入一段代碼

這段代碼就是安全點的本質，也是觸發(fā)STW的本質。什么意思呢？如果os::_polling_page對應的物理頁屬性是可讀的，這段代碼并沒什么特殊意義。但是如果是不可讀的，讀的時候就會觸發(fā)段異常，對應的操作系統(tǒng)信號：SIGSEGV。

JVM捕獲了這個異常，并進行了處理。所有的線程都是在這個地方STW的。

這就是安全點難的地方，涉及到的知識點太多太底層！其實我搞手寫JVM小班的核心目的不是帶你寫一個JVM，其一是讓你通過手寫JVM了解hotspot的體系，你才能看得懂hotspot源碼。其二，也是最核心的，掌握底層。因為掌握了底層，你對技術就沒有恐懼之心了，你會覺得你無所不能。事實上，相對的無所不能是可以做到的，只是需要時間沉淀。啰嗦了兩句哈。

GC結束后喚醒所有阻塞的線程，小伙伴們應該能想到是在哪里？如何喚醒的了吧

以上就是JVM中如何做到STW使程序暫停的詳細內容，更多關于STW如何暫停程序的資料請關注腳本之家其它相關文章！

最新評論