面試官:咱們今天就淺談JVM三色標記法,我:這也問?
1.前言
三色標記算法,用于垃圾回收器升級,將STW變?yōu)椴l(fā)標記。STW就是在標記垃圾的時候,必須暫停程序,而使用并發(fā)標記,就是程序一邊運行,一邊標記垃圾。
2. 三色標記算法
2.1.什么是三色:
首先我們需要知道三色標記法就是根據可達性分析,從GC Roots開始進行遍歷訪問,在遍歷對象過程中,按“是否檢查過”這個條件將對象標記成三種顏色:
- 黑色: 代表對象已經檢查過,且成員對象也被檢查過了。如果有其他對象引用指向了黑色對象,無須重新檢查一遍。黑色對象不可能直接(不經過灰色對象)指向某個白色對象。
- 灰色:代表對象已經檢查過,但成員還沒全部檢查完成。
- 白色:代表對象沒有被檢查。 在可達性分析剛剛開始的階段, 所有的對象都是白色的, 若在分析結束的階段, 仍然是白色的對象, 即代表不可達。
2.2.三色標記過程:
假設現在有白、灰、黑三個集合(表示當前對象的顏色),其遍歷訪問過程為:
- 初始時,所有對象都在【白色集合】中;
- 將 GC Roots直接引用到的對象挪到【灰色集合】中;
- 從灰色集合中獲取對象:
3.1. 將本對象引用到的其他對象全部挪到【灰色集合】中;
3.2. 將本對象挪到【黑色集合】里面。
- 重復步驟3,直至【灰色集合】為空時結束。
- 結束后,仍在【白色集合】的對象即為GC Roots不可達,可以進行回收。
需要注意,傳統(tǒng)標記方式發(fā)生Stop The World時,對象間的引用是不會發(fā)生變化的,可以輕松完成標記。
而并發(fā)標記在標記期間應用線程還在繼續(xù)跑,對象間的引用可能發(fā)生變化,就會出現錯標和漏標的情況就有可能發(fā)生。
3.存在的問題
3.1.浮動垃圾:標記過不是垃圾的,變成了垃圾
并發(fā)標記的過程中,若一個已經被標記成黑色或者灰色的對象,突然變成了垃圾,此時,此對象不是白色的不會被清除,重新標記也不能從GC Root中去找到,所以成為了浮動垃圾,這種情況對系統(tǒng)的影響不大,留給下一次GC進行處理即可。
3.2.對象漏標問題:需要的對象被回收
并發(fā)標記的過程中,一個業(yè)務線程將一個未被掃描過的白色對象斷開引用成為垃圾(刪除引用),同時黑色對象引用了該對象(增加引用)(這兩部可以不分先后順序);
因為黑色對象的含義為其屬性都已經被標記過了,重新標記也不會從黑色對象中去找,導致該對象被程序所需要,卻又要被GC回收,此問題會導致系統(tǒng)出現問題。
4.總結
三色標記算法是根可達算法的一種實現方案,其目的是為了找出所有可達對象。三色標記算法會產生多標和漏標問題,其中漏標問題最嚴重。漏標問題會導致本該存活的對象被回收,從而導致嚴重的程序問題。