三十三、垃圾回收的并行与并发

1.操作系统的并行与并发
1。在操作系统中，是指一个时间段中有几个程序都处于已启动到运行完毕之间，且这几个程序都是在用一个处理器上运行。
2.并发不是正真意义上的”同时进行“，只是CPU把一个时间段划分成几个时间片段（时间区间），然后再这几个时间区间之间来回切换，由于CPU处理的速度非常快，只要时间间隔处理得当，即可让用户感觉是多个应用程序同时再进行。
3.当系统有一个以上CPU时，当一个CPU执行一个进程时，另一个CPU可以执行另一个进程，两个进程互不抢占CPU资源，可以同时进行，我们称之为并行。
4.其实决定并行的因素不是CPU的数量，而是CPU的核心数量，比如一个CPU多个核也可以并行。
5.适合科学计算，后台处理等弱交互场景。

并行vs并发
二者对比：
并发，指的是多个事件，再同一时间段内同时发生了。
并行，指的是多个事情，在同一时间点上同时发生了。
并发的多个任务之间是相互抢占资源的。
并行的多个任务之间是不互相抢占资源的。

只有在多个CPU或者一个CPU多核的情况中，才会发生并行。否则，看似同时发生的事情，其实都是并发执行的。

2.垃圾回收的并发与并行

1.并行和并发，在谈论垃圾收集器的上下文语境中，它们可以解释如下：
1.并行：指多条垃圾收集线程并行工作，但此时用户线程仍处于等待状态。
2.串行：
1)相较于并行的概念，单线程执行。
2）如果内存不够，则程序暂停，启动JVM垃圾回收器进行垃圾回收。回收完，再启动程序的线程。

3.安全点
程序执行时并非在所有地方都能停顿下来开始GC，只有在特定的位置才能停顿下来开始GC，这些位置称为”安全点“。
Safe Point 的选择很重要，如果太少可能导致GC等待的时间太长，如果太频繁可能导致运行时的性能问题。大部指令的执行时间都非常短暂，通常会根据”是否具有让程序长时间执行的特征“为标准。比如：选择一些执行时间较长的指令作为Safe point,如方法调用、循环跳转和异常跳转等。

如何在GC发生时，检查所有线程都跑到最近的安全点停顿下来呢？
1.抢先式中断：（目前没有虚拟机采用了）
首先中断所有线程。如果还有宪曾不在安全点，就恢复线程，让线程跑到安全点。
2.主动式中断：
设置一个中断标志，各个线程运行到Safe Point的时候主动轮询这个标志，如果中断标志为真，则将自己进行中断挂起。

Safepoint机制保证了程序执行时，在不太长的时间内就会遇到可进入GC的Safepoint。但是，程序“不执行”的时候呢？例如线程处于Sleep状态或Blocked状态，这时候线程无法响应JVM的中断亲求，“走”到安全点去中断挂起，JVM也不太可能线程被唤醒。对于这种情况，就需要安全区域来解决。
安全区域是指在一段代码片段中，对象的引用关系不会发生变化，在这个区域中的任何位置开始GC都是安全的。我们也可以把Safe Regin看作是被扩展了的safepoint。