1

初識(shí)Safepoint-GC中的Safepoint

最早接觸JVM中的安全點(diǎn)概念是在讀《深入理解Java虛擬機(jī)》那本書(shū)垃圾回收器章節(jié)的內(nèi)容時(shí)。相信大部分人也一樣，都是通過(guò)這樣的方式第一次對(duì)安全點(diǎn)有了初步認(rèn)識(shí)。不妨，先復(fù)習(xí)一下《深入理解Java虛擬機(jī)》書(shū)中安全點(diǎn)那一章節(jié)的內(nèi)容。

書(shū)中是在講解垃圾收集器-垃圾收集算法的章節(jié)引入安全點(diǎn)的介紹，為了快速準(zhǔn)確地完成GC Roots枚舉，避免為每條指令都生成對(duì)應(yīng)的OopMap造成大量存儲(chǔ)空間的浪費(fèi)，只在“特定的位置”生成對(duì)應(yīng)的OopMap，這些位置被稱(chēng)為安全點(diǎn)。然后，書(shū)中提到了安全點(diǎn)位置的選擇標(biāo)準(zhǔn)是：是否能讓程序長(zhǎng)時(shí)間執(zhí)行；所以會(huì)在方法調(diào)用、循環(huán)跳轉(zhuǎn)、異常跳轉(zhuǎn)等處才會(huì)產(chǎn)生安全點(diǎn)。

書(shū)中還提到了JVM如何在GC時(shí)讓用戶(hù)線程在最近的安全點(diǎn)處停頓下來(lái)：搶先式中斷和主動(dòng)式中斷。搶先式中斷不需要線程的執(zhí)行代碼主動(dòng)去配合，在GC發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)首先把所有用戶(hù)線程全部中斷，如果發(fā)現(xiàn)有用戶(hù)線程中斷的地方不在安全點(diǎn)上，就恢復(fù)這條線程執(zhí)行，讓它一會(huì)再重新中斷，直到跑到安全點(diǎn)上。而主動(dòng)式中斷的思想是當(dāng)GC需要中斷線程時(shí)，不直接對(duì)線程操作，僅僅簡(jiǎn)單地設(shè)置一個(gè)標(biāo)志位，各個(gè)線程執(zhí)行過(guò)程時(shí)不停地主動(dòng)去輪詢(xún)這個(gè)標(biāo)志，一旦發(fā)現(xiàn)中斷標(biāo)志為真就自己在最近的安全點(diǎn)上主動(dòng)中斷掛起。現(xiàn)在基本上所有虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)都采用主動(dòng)式中斷方式來(lái)暫停線程響應(yīng)GC事件。

總結(jié)一下初識(shí)安全點(diǎn)學(xué)到的知識(shí)點(diǎn)：

JVM GC時(shí)需要讓用戶(hù)線程在安全點(diǎn)處停頓下來(lái)（Stop The World）

JVM會(huì)在方法調(diào)用、循環(huán)跳轉(zhuǎn)、異常跳轉(zhuǎn)等處放置安全點(diǎn)

JVM通過(guò)主動(dòng)中斷方式到達(dá)全局STW：設(shè)置一個(gè)標(biāo)志位，各個(gè)線程執(zhí)行過(guò)程時(shí)不停地主動(dòng)去輪詢(xún)這個(gè)標(biāo)志，一旦發(fā)現(xiàn)中斷標(biāo)志為真就自己在最近的安全點(diǎn)上主動(dòng)中斷掛起。

以上基本上就是《深入理解Java虛擬機(jī)》這本書(shū)對(duì)JVM安全點(diǎn)的所有介紹了，當(dāng)時(shí)覺(jué)得安全點(diǎn)還是很好理解，認(rèn)為安全點(diǎn)就是在垃圾回收時(shí)為了STW而設(shè)計(jì)的。

后來(lái)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)一些線上問(wèn)題和網(wǎng)上看到有關(guān)安全點(diǎn)有趣的示例，發(fā)現(xiàn)安全點(diǎn)其實(shí)也不簡(jiǎn)單，不只有GC才會(huì)用到安全點(diǎn)；簡(jiǎn)單的代碼如果寫(xiě)的不當(dāng)，安全點(diǎn)也會(huì)帶來(lái)一些莫名其妙的問(wèn)題；其在JVM內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)以及JIT對(duì)它的優(yōu)化，也經(jīng)常讓人摸不著頭腦。本文嘗試在初識(shí)安全點(diǎn)后已知知識(shí)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)一段簡(jiǎn)單的示例代碼，多問(wèn)幾個(gè)為什么，來(lái)進(jìn)一步更全面的了解一下安全點(diǎn)。

2

通過(guò)一段示例代碼深入剖析Safepoint

2.1 示例代碼

這段示例代碼可直接復(fù)制到本地運(yùn)行，本文所有對(duì)示例代碼的運(yùn)行環(huán)境都是jdk 1.8。

public class SafePointTest {


    public static AtomicInteger counter = new AtomicInteger(0);


    public static void main(String[] args) throws Exception{
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        Runnable runnable = () -> {
            System.out.println(interval(startTime) + "ms后，" + Thread.currentThread().getName() + "子線程開(kāi)始運(yùn)行");
            for(int i = 0; i < 100000000; i++) {
                counter.getAndAdd(1);
            }
            System.out.println(interval(startTime) + "ms后，" + Thread.currentThread().getName() + "子線程結(jié)束運(yùn)行, counter=" + counter);
        };


        Thread t1 = new Thread(runnable, "zz-t1");
        Thread t2 = new Thread(runnable, "zz-t2");


        t1.start();
        t2.start();


        System.out.println(interval(startTime) + "ms后，主線程開(kāi)始sleep.");


        Thread.sleep(1000L);


        System.out.println(interval(startTime) + "ms后，主線程結(jié)束sleep.");
        System.out.println(interval(startTime) + "ms后，主線程結(jié)束，counter:" + counter);
    }


    private static long interval(Long startTime) {
        return System.currentTimeMillis() - startTime;
    }
}

從執(zhí)行結(jié)果看，主線程在啟動(dòng)兩個(gè)線程后進(jìn)入睡眠狀態(tài)，代碼中指定睡眠時(shí)間為1s，但是主線程卻在3s多之后才睡眠結(jié)束。是什么導(dǎo)致了主線程睡過(guò)頭了呢，從結(jié)果來(lái)看主線程睡覺(jué)結(jié)束時(shí)間和子線程結(jié)束時(shí)間是一致的。所以，我們有理由懷疑主線程沒(méi)有按時(shí)提前結(jié)束應(yīng)該是被兩個(gè)子線程阻塞了。

2.2 先給結(jié)論

由于VMThread的某些操作需要STW，主線程在sleep結(jié)束前進(jìn)入了JVM全局安全點(diǎn)，然后主線程要等待其他線程全部進(jìn)入安全點(diǎn)，所以主線程被長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有進(jìn)入安全點(diǎn)的其他線程給阻塞了。

2.3 驗(yàn)證結(jié)論

添加JVM打印安全點(diǎn)日志參數(shù)-XX:+PrintSafepointStatistics后再執(zhí)行上面的實(shí)例代碼，結(jié)果如下截圖：

可以從安全點(diǎn)日志中看到，JVM想要執(zhí)行no vm operation，這個(gè)操作需要線程進(jìn)入安全點(diǎn)，整個(gè)期間有12個(gè)線程，正在運(yùn)行的線程有兩個(gè)，需要等待這兩個(gè)線程進(jìn)入安全點(diǎn)，等待耗時(shí)2251ms。

加上 -XX:+SafepointTimeout 和-XX:SafepointTimeoutDelay=2000 參數(shù)后執(zhí)行代碼可以進(jìn)一步看等待哪兩個(gè)線程進(jìn)入安全點(diǎn)。

果然和猜測(cè)的一樣，沒(méi)有到達(dá)安全點(diǎn)的兩個(gè)線程正是示例代碼中定義的zz-t1和zz-t2線程。

2.4 為什么

到這里這個(gè)示例的執(zhí)行結(jié)果的原因已經(jīng)有了結(jié)論并且得到了驗(yàn)證，基本上已經(jīng)知其然了。但是如果深入思考一下，初識(shí)安全點(diǎn)時(shí)學(xué)到的知識(shí)點(diǎn)還不能解釋?zhuān)詾榱酥渌匀唬@里提了幾個(gè)為什么。

（1）為什么會(huì)進(jìn)入安全點(diǎn)

換句話(huà)問(wèn)，是什么觸發(fā)了進(jìn)入安全點(diǎn)？

由初識(shí)安全點(diǎn)得到的基礎(chǔ)知識(shí)知道進(jìn)入安全點(diǎn)需要兩個(gè)條件：

JVM操作設(shè)置了主動(dòng)中斷標(biāo)志

運(yùn)行的代碼中存在安全點(diǎn)

首先想到的是GC觸發(fā)JVM設(shè)置主動(dòng)中斷標(biāo)志，加上 -XX:-PrintGC再執(zhí)行示例代碼并沒(méi)有打印 GC 日志，可以排除掉GC。

既然不是GC，還是再回到安全點(diǎn)日志上尋找線索吧，發(fā)現(xiàn)有個(gè)vmop(虛擬機(jī)操作類(lèi)型)：no vm operation，關(guān)于no vm operation，網(wǎng)上有大神通過(guò)解析JVM源碼得到了結(jié)論，這里不對(duì)JVM源碼展開(kāi)做詳細(xì)解讀，直接給結(jié)論：

在 JVM 正常運(yùn)行的時(shí)候，如果設(shè)置了進(jìn)入安全點(diǎn)的間隔，就會(huì)隔一段時(shí)間判斷是否有代碼緩存要清理，如果有，會(huì)進(jìn)入安全點(diǎn)。這個(gè)觸發(fā)條件不是 VM 操作，所以會(huì)將 _vmop_type 設(shè)置成-1，輸出日志的時(shí)候打印對(duì)應(yīng)的 「no vm operation」，也就是我們看到的安全點(diǎn)日志。

在 VM 操作為空的情況下，只要滿(mǎn)足以下 3 個(gè)條件，也是會(huì)進(jìn)入安全點(diǎn)的：

1、VMThread 處于正常運(yùn)行狀態(tài)

2、設(shè)置了進(jìn)入安全點(diǎn)的間隔時(shí)間

3、SafepointALot 是否為 true 或者是否需要清理

用 Java -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:+PrintFlagsFinal 2>&1 | grep Safepoint 命令查看 JVM 關(guān)于安全點(diǎn)的默認(rèn)參數(shù)：

發(fā)現(xiàn) GuaranteedSafepointInterval 默認(rèn)設(shè)置成了 1 秒，每隔1s就會(huì)嘗試進(jìn)入安全點(diǎn)。

那么，修改GuaranteedSafepointInterval參數(shù)值，看看是否能阻止進(jìn)入安全點(diǎn)。

GuaranteedSafepointInterval參數(shù)是JVM診斷參數(shù)，修改這個(gè)參數(shù)的值，需要配合-XX:+UnlockDiagnosticVMOptions一起使用。

另外不建議在線上對(duì)這個(gè)參數(shù)的值做修改。

關(guān)閉定時(shí)進(jìn)入安全點(diǎn)

通過(guò) -XX:GuaranteedSafepointInterval = 0 關(guān)閉定時(shí)進(jìn)入安全點(diǎn)，看看代碼運(yùn)行結(jié)果是怎么樣的

由運(yùn)行結(jié)果可以看出，關(guān)閉定時(shí)進(jìn)入安全點(diǎn)后，主線程睡眠1s后正常結(jié)束，不受其他線程阻塞。從安全點(diǎn)日志看，之前等待進(jìn)入安全點(diǎn)的兩個(gè)線程也沒(méi)有了。

調(diào)大定時(shí)進(jìn)入安全點(diǎn)間隔時(shí)間

由打印的執(zhí)行結(jié)果可以看到子線程運(yùn)行時(shí)間是3s多，如果把進(jìn)入安全點(diǎn)間隔時(shí)間調(diào)整為5s，即在子線程結(jié)束之后再?lài)L試進(jìn)入安全點(diǎn)是不是也能避免等待子線程進(jìn)入安全點(diǎn)呢？ 修改參數(shù)-XX:GuaranteedSafepointInterval = 5000 調(diào)整安全點(diǎn)間隔時(shí)間再次執(zhí)行結(jié)果：

從執(zhí)行結(jié)果可以看出，調(diào)大安全點(diǎn)間隔時(shí)間和關(guān)閉定時(shí)進(jìn)入安全點(diǎn)的效果是一樣的，也可以避免等待子線程進(jìn)入安全點(diǎn)的。

（2）主線程是在哪里進(jìn)入的安全點(diǎn)

從示例代碼在默認(rèn)JVM參數(shù)執(zhí)行結(jié)果看，主線程睡眠時(shí)間超過(guò)了3s，事實(shí)上主線程是在Thread.sleep()方法內(nèi)部進(jìn)入安全點(diǎn)。這里對(duì)JVM 安全點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的源碼簡(jiǎn)單做一下分析：

Safepoint實(shí)現(xiàn)源代碼：Safepoint.cpp

讀源碼太費(fèi)勁，看注釋吧，所幸從注釋中也能找到答案。上面截圖的注釋說(shuō)在程序進(jìn)入 Safepoint 的時(shí)候，Java 線程可能正處于的五種不同的狀態(tài)，針對(duì)不同的狀態(tài)的不同處理機(jī)制。假設(shè)現(xiàn)在有一個(gè)操作觸發(fā)了某個(gè) VM 線程所有線程需要進(jìn)入 SafePoint，如果其他線程現(xiàn)在：

運(yùn)行字節(jié)碼：運(yùn)行字節(jié)碼時(shí)，解釋器會(huì)看線程是否被標(biāo)記為 poll armed，如果是，VM 線程調(diào)用 SafepointSynchronize::block(JavaThread *thread)進(jìn)行 block。

運(yùn)行 native 代碼：當(dāng)運(yùn)行 native 代碼時(shí)，VM 線程略過(guò)這個(gè)線程，但是給這個(gè)線程設(shè)置 poll armed，讓它在執(zhí)行完 native 代碼之后，它會(huì)檢查是否 poll armed，如果還需要停在 SafePoint，則直接 block。

運(yùn)行 JIT 編譯好的代碼：由于運(yùn)行的是編譯好的機(jī)器碼，直接查看本地 local polling page 是否為臟，如果為臟則需要 block。這個(gè)特性是在 Java 10 引入的 JEP 312: Thread-Local Handshakes 之后，才是只用檢查本地 local polling page 是否為臟就可以了。

處于 BLOCK 狀態(tài)：在需要所有線程需要進(jìn)入 SafePoint 的操作完成之前，不許離開(kāi) BLOCK 狀態(tài)

處于線程切換狀態(tài)或者處于 VM 運(yùn)行狀態(tài)：會(huì)一直輪詢(xún)線程狀態(tài)直到線程處于阻塞狀態(tài)（線程肯定會(huì)變成上面說(shuō)的那四種狀態(tài)，變成哪個(gè)都會(huì) block 住）。

再看一下Thread.sleep方法的聲明，就和上面Safepoint.cpp源碼注釋截圖紅框?qū)ι狭耍琓hread.sleep正是一個(gè)native方法。

Thread.sleep(0)在RocketMQ中的妙用

上面這段代碼是RocketMQ的一段代碼，16年最早版本的實(shí)現(xiàn)for循環(huán)內(nèi)每循環(huán)1000次會(huì)調(diào)用一次Thread.sleep(0)，這貌似是一段無(wú)用的代碼，作者真實(shí)的目的是為了在這里放置一個(gè)安全點(diǎn)，避免for循環(huán)運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間SWT。從代碼的變更記錄看，22年9月份有人對(duì)這段代碼換了一種寫(xiě)法：把for循環(huán)變量類(lèi)型定義成long型，同時(shí)注釋掉了循環(huán)內(nèi)部Thread.sleep(0)代碼，為什么可以這樣寫(xiě)以及為什么要這樣寫(xiě)這里先按下不表。

（3）子線程為什么無(wú)法進(jìn)入安全點(diǎn)

現(xiàn)在已經(jīng)知道了主線程為什么進(jìn)入會(huì)進(jìn)入安全點(diǎn)，以及主線程在哪里進(jìn)入的安全點(diǎn)，按照已知知識(shí)點(diǎn)JVM會(huì)在循環(huán)跳轉(zhuǎn)處和方法調(diào)用處放置安全點(diǎn)，為什么子線程沒(méi)有進(jìn)入安全點(diǎn)？

可數(shù)循環(huán)和不可數(shù)循環(huán)

JVM為了避免安全點(diǎn)過(guò)多帶來(lái)過(guò)重的負(fù)擔(dān)，對(duì)循環(huán)有一項(xiàng)優(yōu)化措施，認(rèn)為循環(huán)次數(shù)較少的話(huà)，執(zhí)行時(shí)間應(yīng)該不會(huì)太長(zhǎng)，所以使用int類(lèi)型和范圍更小的數(shù)據(jù)類(lèi)型作為索引值的循環(huán)默認(rèn)是不會(huì)被放置安全點(diǎn)的。這種循環(huán)被稱(chēng)為可數(shù)循環(huán)，相對(duì)應(yīng)的，使用long或者范圍更大的數(shù)據(jù)類(lèi)型作為索引值的循環(huán)就被稱(chēng)為不可數(shù)循環(huán)，將被放置安全點(diǎn)。

在示例代碼中，子線程的循環(huán)索引值數(shù)據(jù)類(lèi)型是int，也就是可數(shù)循環(huán)，所以JVM沒(méi)有在循環(huán)跳轉(zhuǎn)處放置安全點(diǎn)。

把循環(huán)索引值數(shù)據(jù)類(lèi)型改成long型，循環(huán)成為不可數(shù)循環(huán)，就能夠成功在循環(huán)跳轉(zhuǎn)處放置安全點(diǎn)，避免子線程長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法進(jìn)入安全點(diǎn)阻塞主線程。

從上面的執(zhí)行結(jié)果可以看到，把循環(huán)索引值數(shù)據(jù)類(lèi)型改成long型，主線程在睡眠1s之后立即結(jié)束了睡眠，并沒(méi)有等待子線程的執(zhí)行。

到這里，也就知道為什么上面貼的RocketMQ大那段代碼，把循環(huán)索引值數(shù)據(jù)類(lèi)型改成long型可以替換循環(huán)內(nèi)部Thread.Sleep(0)達(dá)到放置安全點(diǎn)的目的了。

其實(shí)，還可以通過(guò)-XX:+UseCountedLoopSafepoints參數(shù)關(guān)閉JVM 對(duì)可數(shù)循環(huán)放置安全點(diǎn)的優(yōu)化。下面的執(zhí)行結(jié)果可以看出，添加了-XX:+UseCountedLoopSafepoints參數(shù)后，也能讓運(yùn)行結(jié)果到達(dá)預(yù)期。

還有一個(gè)疑惑

仔細(xì)看實(shí)例代碼，發(fā)現(xiàn)子線程循環(huán)體內(nèi)調(diào)用了AtomicInteger類(lèi)的getAndAdd方法，再深入看jdk getAndAdd方法的實(shí)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)底層是調(diào)用了sun.misc.Unsafe#getIntVolatile 這個(gè)方法和Thread.sleep方法一樣，也是一個(gè)native方法，為什么這里沒(méi)有進(jìn)入像Thread.sleep方法一樣進(jìn)入安全點(diǎn)？

是的，好可怕，確實(shí)被優(yōu)化了，被 JIT給優(yōu)化了。為了驗(yàn)證是被JIT優(yōu)化了，可以用

-Djava.compiler=NONE關(guān)閉JIT然后看一下運(yùn)行結(jié)果。

從運(yùn)行結(jié)果看，關(guān)閉了JIT優(yōu)化后，主線程確實(shí)在睡眠1s后立即結(jié)束了，不過(guò)子線程運(yùn)行的時(shí)間比JIT優(yōu)化開(kāi)啟時(shí)多了不少。所以，JIT還是能夠帶來(lái)一定的性能優(yōu)化的，有時(shí)也會(huì)帶來(lái)一些奇怪的現(xiàn)象。

3

更全面的安全點(diǎn)定義

區(qū)別于初識(shí)安全點(diǎn)的時(shí)候局限于GC中的安全點(diǎn)概念，這里給安全點(diǎn)一個(gè)比較全面的定義：

Safepoint 可以理解成是在代碼執(zhí)行過(guò)程中的一些特殊位置，當(dāng)線程執(zhí)行到這些位置的時(shí)候，線程可以暫停。在 SafePoint 保存了其他位置沒(méi)有的一些當(dāng)前線程的運(yùn)行信息，供其他線程讀取。這些信息包括：線程上下文的任何信息，例如對(duì)象或者非對(duì)象的內(nèi)部指針等等。我們一般這么理解 SafePoint，就是線程只有運(yùn)行到了 SafePoint 的位置，他的一切狀態(tài)信息，才是確定的，也只有這個(gè)時(shí)候，才知道這個(gè)線程用了哪些內(nèi)存，沒(méi)有用哪些；并且，只有線程處于 SafePoint 位置，這時(shí)候?qū)?JVM的堆棧信息進(jìn)行修改，例如回收某一部分不用的內(nèi)存，線程才會(huì)感知到，之后繼續(xù)運(yùn)行，每個(gè)線程都有一份自己的內(nèi)存使用快照，這時(shí)候其他線程對(duì)于內(nèi)存使用的修改，線程就不知道了，只有再進(jìn)行到 SafePoint 的時(shí)候，才會(huì)感知。

4

什么時(shí)候會(huì)進(jìn)入Safepoint

當(dāng)VM Thread需要做vm 操作時(shí)會(huì)讓線程進(jìn)入安全點(diǎn)，vm操作類(lèi)型有很多，可以參考VM_OP_ENUM源碼 vmOperations.hpp。下面是幾種經(jīng)常發(fā)生的進(jìn)入Safepoint的情形：

（1）GC：由于需要每個(gè)線程的對(duì)象使用信息，以及回收一些對(duì)象，釋放某些堆內(nèi)存或者直接內(nèi)存，所以需要 進(jìn)入Safepoint來(lái) Stop the world；

（2）定時(shí)進(jìn)入 SafePoint：每經(jīng)過(guò)-XX:GuaranteedSafepointInterval 配置的時(shí)間，都會(huì)讓所有線程進(jìn)入 Safepoint，一旦所有線程都進(jìn)入，立刻從 Safepoint 恢復(fù)。這個(gè)定時(shí)主要是為了一些沒(méi)必要立刻 Stop the world 的任務(wù)執(zhí)行，可以設(shè)置-XX:GuaranteedSafepointInterval=0關(guān)閉這個(gè)定時(shí)。

（3）由于 jstack，jmap 和 jstat 等命令，會(huì)導(dǎo)致 Stop the world：這種命令都需要采集堆棧信息，所以需要所有線程進(jìn)入 Safepoint 并暫停。

（4）偏向鎖取消：鎖大部分情況是沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)的（某個(gè)同步塊大多數(shù)情況都不會(huì)出現(xiàn)多線程同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)鎖），所以可以通過(guò)偏向來(lái)提高性能。即在無(wú)競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，之前獲得鎖的線程再次獲得鎖時(shí)，會(huì)判斷是否偏向鎖指向我，那么該線程將不用再次獲得鎖，直接就可以進(jìn)入同步塊。但是高并發(fā)的情況下，偏向鎖會(huì)經(jīng)常失效，導(dǎo)致需要取消偏向鎖，取消偏向鎖的時(shí)候，需要 Stop the world，因?yàn)橐@取每個(gè)線程使用鎖的狀態(tài)以及運(yùn)行狀態(tài)。

（5）Java Instrument 導(dǎo)致的 Agent 加載以及類(lèi)的重定義：由于涉及到類(lèi)重定義，需要修改棧上和這個(gè)類(lèi)相關(guān)的信息，所以需要 Stop the world

（6）Java Code Cache相關(guān)：當(dāng)發(fā)生 JIT 編譯優(yōu)化或者去優(yōu)化，需要 OSR 或者 Bailout 或者清理代碼緩存的時(shí)候，由于需要讀取線程執(zhí)行的方法以及改變線程執(zhí)行的方法，所以需要 Stop the world

5

避免Safepoint副作用

Safepoint在一定程度上是可以理解成是為了讓所有用戶(hù)線程停頓（Stop The World）而設(shè)計(jì)的。STW對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是一件很可怕的事情，JVM不論是在GC還是在其他的VM操作上都在努力避免STW和減少STW時(shí)間。

安全點(diǎn)最主要的副作用就是可能導(dǎo)致STW時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，應(yīng)該極力避免這點(diǎn)副作用。

對(duì)第一個(gè)進(jìn)入安全點(diǎn)的線程來(lái)說(shuō)，STW是從它進(jìn)入安全點(diǎn)開(kāi)始的，如果有某個(gè)線程一直無(wú)法進(jìn)入安全點(diǎn)就會(huì)導(dǎo)致進(jìn)入安全點(diǎn)的時(shí)間一直處于等待狀態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致STW的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。所以，應(yīng)避免線程執(zhí)行過(guò)長(zhǎng)無(wú)法進(jìn)入安全點(diǎn)的情況。

可數(shù)循環(huán)體內(nèi)執(zhí)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)以及JIT優(yōu)化導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)入安全點(diǎn)的問(wèn)題是最常見(jiàn)的無(wú)法進(jìn)入安全點(diǎn)的情況。在寫(xiě)大循環(huán)的時(shí)候可以把循環(huán)索引值數(shù)據(jù)類(lèi)型定義成long。

在高并發(fā)應(yīng)用中，偏向鎖并不能帶來(lái)性能提升，反而因?yàn)槠蜴i取消帶來(lái)了很多沒(méi)必要的某些線程進(jìn)入安全點(diǎn) 。所以建議關(guān)閉：-XX:-UseBiasedLocking。

jstack，jmap 和 jstat 等命令，也會(huì)導(dǎo)致進(jìn)入安全點(diǎn)。所以，生產(chǎn)環(huán)境應(yīng)該關(guān)閉Thead dump的開(kāi)關(guān)，避免dump時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致應(yīng)用STW時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。

審核編輯：劉清