深入Java aqs源码:cancelacquire方法中node.next = node; 的gc优化
在深入研究Java并发包中的AQS(AbstractQueuedSynchronizer)源码时,我们常常会遇到cancelAcquire方法中的一句代码:node.next = node; // help GC。这行代码看似简单,却引出了一个关于垃圾回收机制的优化问题:为什么将节点的next指针指向自身能够帮助垃圾回收?
许多开发者初看这段代码会感到困惑,因为cancelAcquire方法并没有直接负责取消节点的内存回收。事实上,真正移除取消的节点的工作是由其他方法,例如acquireQueued完成的。那么,node.next = node;究竟有何作用呢?
问题的关键在于jvm的垃圾回收机制以及跨代引用问题。即使一个节点已经被从AQS队列中移除,使其不可达,但如果该节点已经晋升到老年代,minor GC仍然无法回收它。更重要的是,如果这个老年代节点还持有对年轻代中其他节点的引用(例如,通过next指针),那么这些年轻代节点也无法被回收,即使它们本身也已经被从队列中移除。这便是跨代引用的问题,它会造成内存泄漏,并最终导致频繁的Full GC,影响程序性能。
node.next = node; 正是为了解决这个问题而设计的。通过将next指针指向自身,我们有效地切断了该节点与年轻代其他节点的引用链。即使该节点在老年代,也不会再阻止年轻代中其他已取消节点的回收。虽然节点本身仍然不可达,需要等待Full GC回收,但至少避免了跨代引用导致的年轻代内存堆积。
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值得注意的是,将next指针设为NULL并非最佳选择,因为在AQS中,next指针指向null具有特殊含义——表示队列尾部。
此外,AQS是双向链表,理想情况下应该同时处理prev指针。然而,在其他移除取消节点的方法中,例如acquireQueued,并没有对prev指针进行类似处理。这说明,虽然node.next = node;能够有效优化GC,但仍存在潜在的跨代引用问题,一个取消的节点可能由于prev指针的跨代引用,影响其前驱节点的回收。
据了解,在JDK17及更高版本中,AQS的cancelAcquire方法已经移除了node.next = node;这行代码。这暗示着JDK17及更高版本的GC机制可能已经能够更好地处理跨代引用问题,不再需要这种显式的优化手段。 但理解这一优化策略背后的原因,仍然有助于我们深入理解Java并发编程和JVM垃圾回收机制的细节。