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- 一 .前言
- 二 .总结
- 三 .详情
- 3.1. 所有已加载的类(ClassLoaderDataGraph::roots_cld_do)
- 3.2. 所有Java线程当前栈帧的引用和虚拟机内部线程(Threads::possibly_parallel_oops_do)
- 3.3. JVM内部使用的引用(Universe::oops_do和SystemDictionary::oops_do)
- 3.4. JNI handles(JNIHandles::oops_do)
- 3.5. 所有synchronized锁住的对象引用(ObjectSynchronizer::oops_do)
- 3.6. 内存池/线程对象和线程快照对象(Management::oops_do)
- 3.7. JVMTI导出(JvmtiExport::oops_do)
- 3.8. AOT代码的堆(AOTLoader::oops_do)
- 3.9. code cache(CodeCache::blobs_do)
- 3.10. String常量池(StringTable::oops_do)
一 .前言
GC Roots基本思路就是通过一系列的称为“GC Roots”的对象作为起始点, 从这些节点开始向下搜索, 搜索所走过的路径称为引用链( Reference Chain),当一个对象到 GC Roots 没有任何引用链相连( 用图论的话来 说,就是从GC Roots到这个对象不可达)时,则证明此对象是不可用的。
翻了一下JVM的代码,发现JVM GC的类型是一个枚举类, 一共有 十种.
enum RootType {
universe = 1,
jni_handles = 2,
threads = 3,
object_synchronizer = 4,
flat_profiler = 5,
management = 6,
jvmti = 7,
system_dictionary = 8,
class_loader_data = 9,
code_cache = 10
};
二 .总结
一个对象可以属于多个root,GC Roots有以下几种:
1、在虚拟机栈中引用的对象,例如各个线程被调用的方法堆栈中使用到的参数、局部变量、临时变量等。
2、在方法区中类静态属性引用的对象,例如java类的引用类型静态变量。
3、在方法区中常量引用的对象,例如字符串常量池里的引用。
4、在本地方法栈中JNI引用的对象。
5、Java虚拟机内部的引用,如基本数据类型对应的class对象,一些常驻的异常对象等,还有类加载器。
6、所有被同步锁持有的对象。
7、所有活着的线程 .
8、反映Java虚拟机内部情况的JMXBean、JVMTI中注册的回调、本地代码缓存等。除了这些固定的GC Roots集合外,根据用户所选用的垃圾收集器以及当前回收的内存区域不同,还可以有其他对象临时性地加入,共同构成完整GC Roots集合。
三 .详情
- 先贴一下扫描root的任务代码 :
void ScavengeRootsTask::do_it(GCTaskManager* manager, uint which) {
assert(Universe::heap()->is_gc_active(), "called outside gc");
PSPromotionManager* pm = PSPromotionManager::gc_thread_promotion_manager(which);
PSScavengeRootsClosure roots_closure(pm);
PSPromoteRootsClosure roots_to_old_closure(pm);
switch (_root_type) {
case universe:
Universe::oops_do(&roots_closure);
break;
case jni_handles:
JNIHandles::oops_do(&roots_closure);
break;
case threads:
{
ResourceMark rm;
CLDClosure* cld_closure = NULL; // Not needed. All CLDs are already visited.
Threads::oops_do(&roots_closure, cld_closure, NULL);
}
break;
case object_synchronizer:
ObjectSynchronizer::oops_do(&roots_closure);
break;
case flat_profiler:
FlatProfiler::oops_do(&roots_closure);
break;
case system_dictionary:
SystemDictionary::oops_do(&roots_closure);
break;
case class_loader_data:
{
PSScavengeKlassClosure klass_closure(pm);
ClassLoaderDataGraph::oops_do(&roots_closure, &klass_closure, false);
}
break;
case management:
Management::oops_do(&roots_closure);
break;
case jvmti:
JvmtiExport::oops_do(&roots_closure);
break;
case code_cache:
{
MarkingCodeBlobClosure each_scavengable_code_blob(&roots_to_old_closure, CodeBlobToOopClosure::FixRelocations);
CodeCache::scavenge_root_nmethods_do(&each_scavengable_code_blob);
}
break;
default:
fatal("Unknown root type");
}
// Do the real work
pm->drain_stacks(false);
}
3.1. 所有已加载的类(ClassLoaderDataGraph::roots_cld_do)
3.2. 所有Java线程当前栈帧的引用和虚拟机内部线程(Threads::possibly_parallel_oops_do)
Java代码new一个对象引用,这个对象引用所在的地方。
3.3. JVM内部使用的引用(Universe::oops_do和SystemDictionary::oops_do)
基本类型的Class对象,和一些异常对象(比如NPE,OOM)等,还有类加载器,它们的成员分配在堆上面,如果没有指向成员的引用就会被当作垃圾回收,所以需要保留它们作为GC Root
3.4. JNI handles(JNIHandles::oops_do)
JNI方法里面new的对象,以及传给JNI的对象。比如调用一个static jni方法:
package pkg;
public class Foo{
public static native void func();
}
它的JNI签名大概是这样:
JNIEXPORT void JNICALL Java_pkg_Foo_func
(JNIEnv*, jclass);
第二个参数表示当前Foo.class对象,由于要传到JNI里面去,需要把它包装成JNI handle传进去
3.5. 所有synchronized锁住的对象引用(ObjectSynchronizer::oops_do)
3.6. 内存池/线程对象和线程快照对象(Management::oops_do)
java.lang.management可以获取用于表示JVM内部堆状态的Bean,这些Bean是java对象,它们的实体就是Eden,From等区内部保存的一个用于表示该区域的对象,它们也要加入GC Root集。
3.7. JVMTI导出(JvmtiExport::oops_do)
JVMTI可以在用户分配对象的时候调用用户注册的回调,其中用户分配的对象会放到一个数组作为GC Root。举个例子,假设用户Java代码是这样:
public class Foo{
public void alloc(){
new Object();
}
}
JVMTI会在虚拟机分配Object对象的时候调用回调函数
void JNICALL VMObjectAlloc(jvmtiEnv *jvmti_env,
JNIEnv* jni_env,
jthread thread,
jobject object,
jclass object_klass,
jlong size){
...
}
然后用户可以在自定义的回调里面对这个对象做一些操作,问题如果发生垃圾回收Object很可能被当作垃圾释放掉,但是这样是有问题的,因为JVMTI还在使用它,所以JVMTI对象分配事件保存的这些对象也需要作为GC Root。
3.8. AOT代码的堆(AOTLoader::oops_do)
3.9. code cache(CodeCache::blobs_do)
比如JIT将Java的一个Foo编译成本地代码(nmethod),但是本地代码执行过一次后就不执行了(相当于Foo只调用一次),这个时候需要回收本地代码,因为本地代码也是占用内存的。
3.10. String常量池(StringTable::oops_do)