安全点 SafePoint

安全点

HotSpot 虚拟机并非在代码指令流的任意位置都能停下来开始垃圾回收的，而是强制要求必须执行到安全点后才能够暂停

安全点的选定基本上是以“是否具有让程序长时间执行的特征” 为标准进行选定的，最明显的特征是指令系列的复用，所以只有具有这些功能的指令才会产生安全点

• 方法调用
• 循环跳转
• 异常跳转

循环

HotSpot 虚拟机为了避免安全点过多带来过重的负担，对循环有一项优化措施，认为循环次数较少的话，执行时间应该也不会太长

• 使用 int 或者更小范围的数据类型作为索引的循环默认是不会放置安全点的，这种循环被称为可数循环；
• 使用 long 或者范围更大的数据类型作为索引值的循环就被称为不可数循环（Uncounted Loop）将会被放置安全点

native方法（JNI）

当某个线程在执行 native 函数的时候，此时该线程在执行 JVM 管理以外的代码，不能对 JVM 的执行状态做任何修改，因而 JVM 要进入 SafePoint，所以也可以把正在执行 native 函数的线程看做 “已经进入了 SafePoint” 或者把这种情况叫做 “在 safe-region 里”

Thread.sleep(0) 方法就是一个 native 方法，是一个 JNI 调用，在返回 Java 这边的时候会进入 SafePoint

RocketMQ 的源码中 Thread.sleep(0) 的操作就是让他进入安全点

GC的时机

HotSpot会在所有方法的临返回之前，以及所有非counted loop的循环的回跳之前放置安全点

JVM 在做 GC 之前要等所有的应用线程进入到安全点之后 VM 线程才能分派 GC 任务，如果有线程一直没有进入到安全点，就会导致 GC 时JVM 停顿时间延长

for（int i=0；i<1000000000；i++)

是一个典型的 Counted Loops 就是有明确的循环计数器变量，而且该变量有明确的起始值、终止值、步进长度的循环所以当这个循环运行时，JVM将无法停止线程

GC要等所有线程进入安全点的例子

1. 启动了两个长的、不间断的循环（内部没有安全点检查）。
2. 主线程进入睡眠状态 1 秒钟。
3. 在1000 ms之后，JVM尝试在Safepoint停止，以便Java线程进行定期清理，但是直到可数循环完成后才能执行此操作。
4. 主线程的 Thread.sleep 方法从 native 返回，发现安全点操作正在进行中，于是把自己挂起，直到操作结束。
   由于VMThread的某些操作需要STW，主线程在sleep结束前进入了JVM全局安全点，然后主线程要等待其他线程全部进入安全点，所以主线程被长时间没有进入安全点的其他线程给阻塞了