《art运行时mark-compact( mc)gc执行过程分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《art运行时mark-compact( mc)gc执行过程分析（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、ART 运行时 Mark-Compact（ MC）GC 执行过程分析除了 Semi-Space（SS）GC 和 Generational Semi-Space（GSS）GC，ART 运行时还引入了第三种 Compacting GC：Mark-Compact（MC）GC。这三种 GC 虽然都是 Compacting GC，不过它们的实现方式却有很大不同。SS GC 和 GSS GC 需两个 Space 来压缩内存，而 MC GC 只需一个 Space 来压缩内存。本文就详细分析 MC GC 的执行过程。从前面一文可以知道，Mark-Compact GC 主要是针对 ART 运行时正在使用的 Bu
2、mp Pointer Space 进行压缩，如图 1 所示：从图 1 可以看出，当 Mark-Compact GC 执行完成之后，原来位于 Bump Pointer Space 上的仍然存活的对象会被依次移动至原 Bump Pointer Space 的左侧，并且按地址从小到大紧凑地排列在一起。这个过程不需要借助于额外的 Space 来完成。这一点是 Mark-Compact GC与 Semi-Space GC、Generational Semi-Space GC 的显著区别。不过，Mark-Compact GC 与 Semi-Space GC、Generational Semi-Space
3、GC 一样，除了需要对 ART 运行时当前使用的 Bump Pointer Space 进行内在压缩之外，还需要修改其它Space 对 Bump Pointer Space 的引用，因为 Bump Pointer Space 的对象发生了移动。此外，ART 运行时堆的 Non Moving Space 和 Large Object Space 也会进行像 Mark-Sweep GC 一样的垃圾回收。从前面一文还可以知道，在 ART 运行时内部，所有的 GC 都是通过 Heap 类的成员函数 CollectGarbageInternal 开始执行的，并且当决定要执行 Mark-Compact G
4、C 时，最终会以 MarkCompact 类的成员函数 RunPhases 作为入口点，如下所示：cpp view plain copyvoid MarkCompact:RunPhases() Thread* self = Thread:Current(); InitializePhase(); CHECK(!Locks:mutator_lock_-IsExclusiveHeld(self); ScopedPause pause(this); . MarkingPhase(); ReclaimPhase(); . FinishPhase(); 这个函数定义在文件 art/runtime/gc/
5、collector/mark_compact.cc 中。与 Semi-Space GC、Generational Semi-Space GC 一样，Mark-Compact GC 的执行过程也分为初始化、标记、回收和结束四个阶段，对应的函数分别为 MarkCompact 类的成员函数 InitializePhase、MarkingPhase、ReclaimPhase 和 FinishPhase。其中，标记和回收阶段是在挂起其它的 ART 运行时线程的前提下进行的。注意，挂起其它的 ART 运行时线程的操作通过 ScopedPause 类的构造函数实现的。当标记和回收阶段结束， ScopedPa
6、use 类的析构函数就会自动恢复之前被挂起的 ART 运行时线程。接下来，我们就分别分析 Mark-Compact GC 的四个阶段的执行过程，即MarkCompact 类的成员函数 InitializePhase、MarkingPhase、ReclaimPhase 和 FinishPhase 的实现。Mark-Compact GC 的初始化阶段由 MarkCompact 类的成员函数 InitializePhase 实现，如下所示：cpp view plain copyvoid MarkCompact:InitializePhase() TimingLogger:ScopedTiming t
7、(_FUNCTION_, GetTimings(); mark_stack_ = heap_-GetMarkStack(); . immune_region_.Reset(); . / TODO: I dont think we should need heap bitmap lock to Get the mark bitmap. ReaderMutexLock mu(Thread:Current(), *Locks:heap_bitmap_lock_); mark_bitmap_ = heap_-GetMarkBitmap(); live_objects_in_space_ = 0; 这个
8、函数定义在文件 art/runtime/gc/collector/mark_compact.cc 中。MarkCompact 类的成员函数 InitializePhase 主要就是执行一些初始化工作，例如获得 ART 运行时堆的 Mark Stack、Mark Bitmap，保存在成员变量 mark_stack_和mark_bitmap_中，并且重置 MarkCompact 类的成员变量 immune_region_描述的一个不进行垃圾回收的 Space 区间为空，以及将成员变量 live_objects_in_space_的值置为0。MarkCompact 类的成员变量 live_objec
9、ts_in_space_用来描述 Mark-Compact GC 执先完成后，Bump Pointer Space 还有多少对象是存活的。 Mark-Compact GC 的标记阶段来 MarkCompact 类的成员函数 MarkingPhase 实现，如下所示：cpp view plain copyvoid MarkCompact:MarkingPhase() TimingLogger:ScopedTiming t(_FUNCTION_, GetTimings(); Thread* self = Thread:Current(); / Bitmap which describes whic
10、h objects we have to move. objects_before_forwarding_.reset(accounting:ContinuousSpaceBitmap:Create( objects before forwarding, space_-Begin(), space_-Size(); / Bitmap which describes which lock words we need to restore. objects_with_lockword_.reset(accounting:ContinuousSpaceBitmap:Create( objects w
11、ith lock words, space_-Begin(), space_-Size(); CHECK(Locks:mutator_lock_-IsExclusiveHeld(self); / Assume the cleared space is already empty. BindBitmaps(); t.NewTiming(ProcessCards); / Process dirty cards and add dirty cards to mod-union tables. heap_-ProcessCards(GetTimings(), false); / Clear the w
12、hole card table since we can not Get any additional dirty cards during the / paused GC. This saves memory but only works for pause the world collectors. t.NewTiming(ClearCardTable); heap_-GetCardTable()-ClearCardTable(); / Need to do this before the checkpoint since we dont want any threads to add r
13、eferences to / the live stack during the recursive mark. if (kUseThreadLocalAllocationStack) t.NewTiming(RevokeAllThreadLocalAllocationStacks); heap_-RevokeAllThreadLocalAllocationStacks(self); t.NewTiming(SwapStacks); heap_-SwapStacks(self); WriterMutexLock mu(self, *Locks:heap_bitmap_lock_); MarkR
14、oots(); / Mark roots of immune spaces. UpdateAndMarkModUnion(); / Recursively mark remaining objects. MarkReachableObjects(); ProcessReferences(self); ReaderMutexLock mu(self, *Locks:heap_bitmap_lock_); SweepSystemWeaks(); / Revoke buffers before measuring how many objects were moved since the TLABs
15、 need to be revoked / before they are properly counted. RevokeAllThreadLocalBuffers(); . 这个函数定义在文件 art/runtime/gc/collector/mark_compact.cc 中。MarkCompact 类的成员函数 MarkingPhase 的执行过程如下所示：1. 针对当前要进行 Mark-Compact 的 Bump Pointer Space，创建两个ContinuousSpaceBitmap，分别保存在 MarkCompact 类的成员变量objects_before_forwarding_和 objects_with_lockword_。其中，前者用来记录当前要进行Mark-Compact 的 Bump Pointer Space 的存活对象，而后者用来记录上述的存活对象在移动前它们的 LockWord 有没有被覆盖。如果被覆盖了，那么在它们移动之后，需要恢复它们之前的 LockWord。后面我们就可以看到，Mark-Compact GC 在移动对象的时候，会先计算出每一个需要移动的对象的新地址，并且将该新地址作为一个 Forwarding Address 记录它的 LockWord 中。因此，当对象移动到新地址后，
