序
本文主要研究一下ShenandoahGC的Brooks Pointers
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(
这个阶段用到了Brooks Pointers(object version change with additional atomically changed indirection)进行copy) - Concurrent update references (optional)
包括Init update Refs(Pause)、Concurrent update Refs、Final update Refs(Pause)
其中Final Mark或者Final update Refs之后都可能进行Concurrent cleanup，进行垃圾回收，reclaims region
Brooks Pointers
G1 GC在evacuation阶段是parallel的，但不是concurrent，ShenandoahGC为了做到concurrent copy使用了Brooks Pointers。
Rodney A. Brooks在<>这篇论文提出了一种使用forwarding pointer来做到concurrent copy的方案，该方案在所有对象的内存结构上新增一个forwarding pointer，它要么指向对象自己，要么指向在to-region的自己的拷贝
其要点如下：
- evacuation的第一步是拷贝from-region的对象到to-region
- evacuation的第二步使用CAS改变from-region的对象的forwarding pointer由自己变为指向to-region的拷贝对象
- evacuation的第三步就是遍历heap，更新引用到to-region的拷贝对象
如果在evacuation期间，其他线程通过旧的引用访问到了from-region的旧对象，它就需要根据旧对象的forwarding pointer找到to-region的拷贝对象；等所有旧对象的引用都更新完之后，后续就可以回收from-region的旧对象
示例代码
concurrent copy
class VersionUpdater<T, V> {
final AtomicReference<T> ref = ...;
void writeValue(V value) {
do {
T oldObj = ref.get();
T newObj = copy(oldObj);
newObj.set(value);
} while (!ref.compareAndSet(oldObj, newObj));
}
}
复制代码这里使用do while循环，即先拷贝再进行CAS，如果CAS不成功则继续尝试拷贝和CAS
write barriers
stub Write(val, obj, offset) {
if (evac-in-progress && // in evacuation phase
in-collection-set(obj) && // target is in from-space
fwd-ptrs-to-self(obj)) { // no copy yet
val copy = copy(obj);
*(copy + offset) = val; // actual write
if (CAS(fwd-ptr-addr(obj), obj, copy)) {
return; // success!
}
}
obj = fwd-ptr(obj); // write to actual copy
*(obj + offset) = val; // actual write
}
复制代码在evacuation阶段，对from-region的对象的写操作会触发该对象的evacuation操作(
如果该对象在to-region还没有copy的话)
evacuation
stub evacuate(obj) {
if (in-collection-set(obj) && // target is in from-space
fwd-ptrs-to-self(obj)) { // no copy yet
copy = copy(obj);
CAS(fwd-ptr-addr(obj), obj, copy);
}
}
复制代码evacuate先判断该对象是否在from-region且在to-region还没有copy，如果满足条件则进行拷贝，然后CAS修改旧对象的forwarding pointer指向拷贝对象
小结
- Shenandoah面向low-pause-time的垃圾收集器，它在Concurrent evacuation阶段用到了Brooks Pointers(
object version change with additional atomically changed indirection)进行copy，以实现concurrent copy - Rodney A. Brooks在<>这篇论文提出了一种使用forwarding pointer来做到concurrent copy的方案，该方案在所有对象的内存结构上新增一个forwarding pointer，它要么指向对象自己，要么指向在to-region的自己的拷贝
- evacuation的第一步是拷贝from-region的对象到to-region；evacuation的第二步使用CAS改变from-region的对象的forwarding pointer由自己变为指向to-region的拷贝对象；evacuation的第三步就是遍历heap，更新引用到to-region的拷贝对象