首先需要明确

如果逐个检查可以作为GC Roots节点的引用的话，是非常耗时的（很多应用一个方法区就几百兆）

需要保证在分析的过程中对象的引用关系不能发生改变，否则就不能够保证结果的正确性。因此在GC过程中，必须要停顿（枚举根节点是必须要停顿的）

 

枚举根节点

因此HotSpot中通过使用一组OopMap的数据结构来得知哪些地方存放有对象的引用，在OopMap的协助下，HotSpot能够快速且准确地完成GCRoots的枚举。

 

安全点

什么是安全点？

通过上面的那种方法，虽然可以减少枚举时间，但是由于可能导致引用关系变化，或者说可能导致OopMap内容变化的指令非常多，如果为每一条指令都生成对应的OopMap，那将会需要大量的额外空间，这样GC的空间成本将会变得很高。为了避免这种情况的发生，HotSpot只在特定的位置记录这些信息，这些位置就被称为安全点（safe-point），即程序执行时并非在所有地方都能停顿下来开始GC，只有在到达安全点时才能暂停（因为这个时候对象的引用关系不会发生变化）

如何选择安全点？

既不能太少以致于让GC等待时间太长，也不能过于频繁以致于过分增大运行时的负荷。所以，安全点的选定基本上是以程序“是否具有让程序长时间执行的特征”为标准进行选定的——因为每条指令执行的时间都非常短暂，程序不太可能因为指令流长度太长这个原因而过长时间运行，“长时间执行”的最明显特征就是指令序列复用，例如方法调用、循环跳转、异常跳转等，所以具有这些功能的指令才会产生Safepoint。

如何在GC时让所有线程能够到达安全点？

通过主动式中断：当GC需要中断线程的时候，不直接对线程操作，仅仅简单地设置一个标志，各个线程执行时主动去轮询这个标志，发现中断标志为真时就自己中断挂起。轮询标志的地方和安全点是重合的，另外再加上创建对象需要分配内存的地方。

HotSpot中，可以让虚拟机在需要暂停线程时，把某条指令需要用到的内存页设置为不可读，线程执行到这条指令时就会产生一个自陷异常信号，在预先注册的异常处理器中暂停线程实现等待，这样一条汇编指令便完成安全点轮询和触发线程中断。

 

安全区域

导入：

线程处于Sleep状态或者Blocked状态，这时候线程无法响应JVM的中断请求，不能够到达安全的地方去中断挂起，JVM也显然不太可能等待线程重新被分配CPU时间。对于这种情况，就需要安全区域（Safe Region）来解决。

原理：

安全区域是指在一段代码片段之中，引用关系不会发生变化。在这个区域中的任意地方开始GC都是安全的。我们也可以把Safe Region看做是被扩展了的Safepoint。

在线程执行到Safe Region中的代码时，首先标识自己已经进入了Safe Region，那样，当在这段时间里JVM要发起GC时，就不用管标识自己为Safe Region状态的线程了。在线程要离开Safe Region时，它要检查系统是否已经完成了根节点枚举（或者是整个GC过程），如果完成了，那线程就继续执行，否则它就必须等待直到收到可以安全离开Safe-Region的信号为止。