沈安多垃圾收集器装载参考屏障

Question

对于那些关注Shenandoah开发的人来说，一个主要的批评是它在每次写和读时都使用了GC barriers，这不是一个大秘密:无论它是参考的还是原始的。

Shenandoah 2.0声称这不再是一个问题，它是通过所谓的负载参考屏障解决的。这到底是怎么回事？

Answer 1

我假设读者知道什么是障碍，为什么需要障碍。非常简短的介绍here is another answer of mine on the topic。

为了正确理解这一点，我们需要先看看最初的问题到底在哪里。让我们举一个相当简单的例子：

static class User {
     private int zip;
     private int age;
}

static class Holder {
    
     private User user;
     // other fields we don't care about
      
}

现在让我们想象一下这样的理论方法：

public void access(Holder holder){
     User user = holder.user;
     for(;;){ // some loop here
         int zip = user.zip;
         System.out.println(zip);

         user.age = // some value taken from the loop for example
     }
}

这样做的目的不是要显示一个正确的示例，而是要展示这样一个示例：

(user.zip;)

• a read

写(user.age = ...)的

现在，由于Shenandoah 1.0需要在任何地方设置障碍，这段代码看起来：

public void access(Holder holder){
  User user = RB(holder).user;  
  for(;;){ // some loop here
      int zip = RB(user).zip;
      System.out.println(zip);

      WB(user).age = // some value taken from the loop for example
  }
}   

注意RB(holder).user (RB代表read barrier)和WB(user).age (WB代表write barrier)。现在假设循环是hot --你将为这么多的障碍付出代价。即使在执行循环期间没有GC活动，屏障仍然存在，并且必须有有条件地检查是否需要执行屏障的代码。

长话短说:这些障碍绝不是自由的。

为了保持堆的一致性，需要设置这些屏障，因为在疏散阶段，内存中有两个对象的副本，您需要始终保持读和写的一致性。这里一贯的意思是，在Shenandoah 1.0中，读取可能发生在“从空间到空间”或“从空间到空间”(称为“弱到空间不变”)，而写入可能只发生在to-space中。

Shenandoah 2.0说，它将确保所谓的“空间不变”(相对于以前的弱不变)。基本上-它说所有的写和读将发生在/进入“到-空间”。在疏散过程中，物体有两个副本:一个在旧区域(称为“从空间”)，另一个在新区域(称为“到空间”)。

它实现了这个“空间”不变与一个相当简单，但聪明的想法。它确保最初加载的对象确实从“到空间”加载，而不是在发生writes的情况下使用屏障。这是通过负载参考屏障完成的。通过重构前面的示例来理解这一点要简单得多：

  public void access(Holder holder){
      User user = LRB(holder).user;  
      for(;;){ // some loop here
          int zip = user.zip;
          System.out.println(zip);

          user.age = // some value taken from the loop for example
      }
  }

我们引入了LRB屏障，并移除了另外两个屏障。所以，当一个对象被加载时，负载引用屏障就会发生，他们称它为:在定义站点，而不是在读取或存储对象时，在它们的使用站点调用它。您可以这样想，就像在使用aload和getField (用于引用)的地方插入了这些屏障一样。