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ZGC源码解析(四)

ZGC源码解析(四)

作者: allanYan | 来源:发表于2023-03-30 16:57 被阅读0次

    阶段6(Concurrent Reset Relocation Set)

      //重置forwarding table
     for (ZForwarding* forwarding; iter.next(&forwarding);) {
        _forwarding_table.remove(forwarding);
      }
    
      // 重置relocation set
      _relocation_set.reset();
    

    这个阶段做的事情比较简单,主要是清理工作,为下一步做好准备,直接在ZDriver线程执行;

    阶段7(Pause Verify)

    当前VerifyBeforeGC 、 VerifyDuringGC 和VerifyAfterGC参数其中任何一个配置为true时,将会执行校验,这个阶段是需要暂停业务线程的,默认不执行;

    阶段8(Concurrent Select Relocation Set)

    该阶段是根据前面阶段标记的结果,选择要进行转移的page页;

    void ZHeap::select_relocation_set() {
      ZRelocationSetSelector selector;
      ZPageTableIterator pt_iter(&_page_table);
      for (ZPage* page; pt_iter.next(&page);) {
      //如果页是在本次GC开始之后分配的,则认为里面的对象都是活跃的,不需要转移
        if (!page->is_relocatable()) {
          continue;
        }
    
      //如果该页的被标记过,说明存在活跃的对象,注意,此处要求一个page的垃圾超过25%才会加入到_live_pages
        if (page->is_marked()) {
          selector.register_live_page(page);
        } else {
        //没有活跃对象,可以全部被回收
          selector.register_empty_page(page);
         //释放空页面(达到64个释放一次,避免频繁释放)
          free_empty_pages(&selector, 64 /* bulk */);
        }
      }
     // 释放空页面
      free_empty_pages(&selector, 0 /* bulk */);
    
      // 选择要回收的pages
      selector.select();
      _relocation_set.install(&selector);
    
      ZRelocationSetIterator rs_iter(&_relocation_set);
      for (ZForwarding* forwarding; rs_iter.next(&forwarding);) {
        _forwarding_table.insert(forwarding);
      }
    }
    

    ZGC是如何选择需要转移的page呢?

    1. 如果是large page,不会被选中;
    2. _live_pages根据存活对象升序排列,统计前N个page里面的垃圾占比,如果大于25%,则这个N个page需要进行转移;
    3. 更新全局的_forwarding_table信息;

    阶段9(Pause Relocate Start)

    void ZHeap::relocate_start() {
      // 更新metasapce的大小
      _unload.finish();
    
      // 切换地址视图到Remapped,在这个之后新分配的对象,地址视图都是Remapped
      flip_to_remapped();
    
      // Enter relocate phase
      ZGlobalPhase = ZPhaseRelocate;
    }
    

    阶段10(Concurrent Relocate)

    对象转移是和业务线程并发执行的,具体的逻辑如下:

    virtual void work() {
        ZRelocateClosure<ZRelocateSmallAllocator> small(&_small_allocator);
        ZRelocateClosure<ZRelocateMediumAllocator> medium(&_medium_allocator);
    
        for (ZForwarding* forwarding; _iter.next(&forwarding);) {
          if (is_small(forwarding)) {
            small.do_forwarding(forwarding);
          } else {
            medium.do_forwarding(forwarding);
          }
        }
      }
    

    并发转移的逻辑如下:

    1. 遍历转移集中的page,根据是small page还是medium page进行后续处理;
    2. small和medium page的处理逻辑类似,区别是对象分配器不同,一个是ZRelocateSmallAllocator,另外一个是ZRelocateMediumAllocator;
    3. 首先使用ZRelocateSmallAllocator或ZRelocateMediumAllocator配置一个page页,然后遍历ZForwardingEntry对象,将对象从原地址转移到新地址,同时更新ZForwardingEntry的to_offset,field_populated字段也设置为true;
    4. 为了提高内存使用效率,ZForwardingEntry是使用一个64bit的整数来记录这些信息,其中第0位表示populated信息,1-45表示To Object Offset,46-63表示 From Object Index;
      5.此处主要,转移完成之后,_forwarding_table信息并没有清除,而是到下次GC时才会清理掉,原因在于对象转移了,但是可能对象在很多地方被引用,这些引用地址并没有被调整;那么ZGC是如何处理这种情况的呢?其实在前面已经说过,ZGC会使用读barrier来进行地址的调整,代码如下:
    uintptr_t ZBarrier::weak_load_barrier_on_oop_slow_path(uintptr_t addr) {
      return ZAddress::is_weak_good(addr) ? ZAddress::good(addr) : relocate_or_remap(addr);
    }
    
    uintptr_t ZBarrier::relocate_or_remap(uintptr_t addr) {
      return during_relocate() ? relocate(addr) : remap(addr);
    }
    
    inline uintptr_t ZHeap::remap_object(uintptr_t addr) {
      assert(ZGlobalPhase == ZPhaseMark ||
             ZGlobalPhase == ZPhaseMarkCompleted, "Forward not allowed");
    
      ZForwarding* const forwarding = _forwarding_table.get(addr);
      if (forwarding == NULL) {
        // Not forwarding
        return ZAddress::good(addr);
      }
    
      // Forward object
      return _relocate.forward_object(forwarding, ZAddress::good(addr));
    }
    

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