聊聊Garbage Collector的SATB

序

本主要研究一下Garbage Collector的SATB

CMS、G一、Shenandoah在進行concurrent marking的都採用了SATB的技術

Shenandoah

Shenandoah面向low-pause-time的垃圾收集器，它的GC cycle主要有

• Snapshot-at-the-beginning concurrent mark包括Init Mark(Pause)、Concurrent Mark、Final Mark(Pause)
• Concurrent evacuation(這個階段用到了Brooks Pointers(object version change with additional atomically changed indirection)進行copy)
• Concurrent update references (optional)包括Init update Refs(Pause)、Concurrent update Refs、Final update Refs(Pause)

Shenandoah在進行concurrent marking的時候採用了SATB的技術

SATB

SATB全稱爲Snapshot At The Beginning，其要點以下：

• mark的過程就是遍歷heap標記live object，採用的是三色標記算法，這三種顏色爲white(表示還未訪問到)、gray(訪問到可是它用到的引用尚未徹底掃描)、black(訪問到並且其用到的引用已經徹底掃描完)，整個三色標記算法就是從GC roots出發遍歷heap，針對可達對象先標記white爲gray，而後再標記gray爲black；遍歷完成以後全部可達對象都是black的，全部white都是能夠回收的

• SATB僅僅對於在marking開始階段進行"snapshot"(marked all reachable at mark start)，可是concurrent的時候併發修改可能形成對象漏標記，好比

  • 對black新引用了一個white對象，而後又從gray對象中刪除了對該white對象的引用，這樣會形成了該white對象漏標記
  • 對black新引用了一個white對象，而後從gray對象刪了一個引用該white對象的white對象，這樣也會形成了該white對象漏標記
  • 對black新引用了一個剛new出來的white對象，沒有其餘gray對象引用該white對象，這樣也會形成了該white對象漏標記
• 對於三色算法在concurrent的時候可能產生的漏標記問題，SATB在marking階段中，對於從gray對象移除的目標引用對象標記爲gray，對於black引用的新產生的對象標記爲black；因爲是在開始的時候進行snapshot，於是可能存在Floating Garbage

小結

• CMS、G一、Shenandoah在進行concurrent marking的時候都採用了SATB的技術；SATB concurrent mark即是Shenandoah GC的第一個cycle
• 遍歷heap標記live object，採用的是三色標記算法，這三種顏色爲white(表示還未訪問到)、gray(訪問到可是它用到的引用尚未徹底掃描)、black(訪問到並且其用到的引用已經徹底掃描完)，整個三色標記算法就是從GC roots出發遍歷heap，針對可達對象先標記white爲gray，而後再標記gray爲black；遍歷完成以後全部可達對象都是black的，全部white都是能夠回收的
• SATB僅僅對於在marking開始階段進行"snapshot"(marked all reachable at mark start)；在marking階段中，對於從gray對象移除的目標引用對象標記爲gray，對於black引用的新產生的對象標記爲black；因爲是在開始的時候進行snapshot，於是可能存在Floating Garbage

doc

• snapshot-at-the-beginning
• Shenandoah GC: Concurrent parallel marking
• Floating Garbage
• [HotSpot] VM 關於incremental update與SATB的一點理解
• Java Hotspot G1 GC的一些關鍵技術