BlockOffsetTable クラス関連のクラス (BlockOffsetTable, BlockOffsetSharedArray, BlockOffsetArray, BlockOffsetArrayNonContigSpace, BlockOffsetArrayContigSpace)

これらは, Java ヒープのメモリ管理用のクラス. より具体的に言うと, card 方式の BarrierSet を補佐するためのクラス.

概要(Summary)

card 方式の BarrierSet では Java ヒープ (CollectedHeap) 中の変更を card 単位で記録している (See: CardTableModRefBS).

ところが, Java ヒープ中のオブジェクトは card 単位でアラインメントされてはいないので card の境界をまたぐようなオブジェクトも存在しうる. そのため card 内をいきなり見ても「どこがオブジェクトの切れ目か」を示す手がかりが全くなく使いにくい.

そこで, BlockOffsetTable というオブジェクト (あるいはそのサブクラスのオブジェクト) に「各 card 内における先頭オブジェクトの位置(オフセット)」を記録している. これを使うことでオブジェクトの頭出しができるようになり, card 情報が役に立つようになる.

より具体的に言うと, この「頭出し」機能は CollectedHeap::block_start() メソッドとして実装されている. そのため BlockOffsetTable クラス(やそのサブクラス) はこのメソッド用の補助クラスともいえる.

(BlockOffsetTable 情報を有効活用しているクラスとしては CardGeneration や OffsetTableContigSpace 等)

(<= とは言え, この仕組み自体は確かに CollectedHeap クラスの全てのサブクラスで共通だが, ParallelScavengeHeap/G1CollectedHeap では BlockOffsetTable とは別のクラスが使われているので, BlockOffsetTable クラス自体は GenCollectedHeap 専用のクラスになっている... (See: ObjectStartArray, G1BlockOffsetTable))

    ((cite: hotspot/src/share/vm/memory/blockOffsetTable.hpp))
    // The CollectedHeap type requires subtypes to implement a method
    // "block_start".  For some subtypes, notably generational
    // systems using card-table-based write barriers, the efficiency of this
    // operation may be important.  Implementations of the "BlockOffsetArray"
    // class may be useful in providing such efficient implementations.

    ((cite: hotspot/src/share/vm/memory/blockOffsetTable.hpp))
    // BlockOffsetTable (abstract)
    //   - BlockOffsetArray (abstract)
    //     - BlockOffsetArrayNonContigSpace
    //     - BlockOffsetArrayContigSpace

クラス一覧(class list)

BlockOffsetTable

概要(Summary)

card 方式の BarrierSet を補佐するためのクラス (の基底クラス) (See: CardTableModRefBS).

「各 card 内における先頭オブジェクトの位置(オフセット)」を格納するためのクラス. card 内のオブジェクトの頭出しを高速化するために使用される.

なお, このクラス自体は abstract class であり, 実際に使われるのはサブクラス.

    ((cite: hotspot/src/share/vm/memory/blockOffsetTable.hpp))
    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    // The BlockOffsetTable "interface"
    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    class BlockOffsetTable VALUE_OBJ_CLASS_SPEC {

    ((cite: hotspot/src/share/vm/memory/blockOffsetTable.hpp))
      virtual HeapWord* block_start_unsafe(const void* addr) const = 0;

詳細(Details)

BlockOffsetSharedArray

概要(Summary)

BlockOffsetArray クラス (のサブクラス) 内で使用される補助クラス.

BlockOffsetArray では, 対象の領域を 2^N の大きさの部分領域に分割して管理している. そして内部的にはその情報を配列で管理している. この配列が BlockOffsetSharedArray オブジェクト.

BlockOffsetArray オブジェクト自体は Space オブジェクトと１対１対応だが, 内部で使う配列は複数の BlockOffsetArray オブジェクトで共有した方がいい場合もある (G1GC みたいな場合など). そのため内部で使う配列だけを別クラスとしている, とのこと.

    ((cite: hotspot/src/share/vm/memory/blockOffsetTable.hpp))
    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    // BlockOffsetSharedArray
    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    class BlockOffsetSharedArray: public CHeapObj {

    ((cite: hotspot/src/share/vm/memory/blockOffsetTable.hpp))
    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    // One implementation of "BlockOffsetTable," the BlockOffsetArray,
    // divides the covered region into "N"-word subregions (where
    // "N" = 2^"LogN".  An array with an entry for each such subregion
    // indicates how far back one must go to find the start of the
    // chunk that includes the first word of the subregion.
    //
    // Each BlockOffsetArray is owned by a Space.  However, the actual array
    // may be shared by several BlockOffsetArrays; this is useful
    // when a single resizable area (such as a generation) is divided up into
    // several spaces in which contiguous allocation takes place.  (Consider,
    // for example, the garbage-first generation.)

使われ方(Usage)

生成箇所(where its instances are created)

各 CardGeneration 内で, 対応する BlockOffsetSharedArray オブジェクトが生成され, インスタンスフィールドに格納されている.

(そして, BlockOffsetArray オブジェクトを作る際のコンストラクタ引数として用いられる)

    ((cite: hotspot/src/share/vm/memory/generation.cpp))
    CardGeneration::CardGeneration(ReservedSpace rs, size_t initial_byte_size,
                                   int level,
                                   GenRemSet* remset) :
    ...
      _bts = new BlockOffsetSharedArray(reserved_mr,
                                        heap_word_size(initial_byte_size));

詳細(Details)

BlockOffsetArray

概要(Summary)

スーパークラスである BlockOffsetTable クラスとの違いは, 内部的に BlockOffsetSharedArray を活用するという点

(<= そのため, 対象の領域を 2^N の大きさの部分領域に分割して管理している, という違いもある).

    ((cite: hotspot/src/share/vm/memory/blockOffsetTable.hpp))
    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    // The BlockOffsetArray whose subtypes use the BlockOffsetSharedArray.
    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    class BlockOffsetArray: public BlockOffsetTable {

なお, このクラス自体は abstract class であり, 実際に使われるのはサブクラス.

    ((cite: hotspot/src/share/vm/memory/blockOffsetTable.hpp))
      virtual size_t last_active_index() const = 0;

詳細(Details)

BlockOffsetArrayNonContigSpace

概要(Summary)

このクラスは不連続な領域用 (もっと具体的に言うと CMS 用).

    ((cite: hotspot/src/share/vm/memory/blockOffsetTable.hpp))
    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    // A subtype of BlockOffsetArray that takes advantage of the fact
    // that its underlying space is a NonContiguousSpace, so that some
    // specialized interfaces can be made available for spaces that
    // manipulate the table.
    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    class BlockOffsetArrayNonContigSpace: public BlockOffsetArray {

使われ方(Usage)

現状では CMS の CompactibleFreeListSpace の中でしか使われていない？ #TODO

詳細(Details)

BlockOffsetArrayContigSpace

概要(Summary)

このクラスは連続な領域用 (もっと具体的に言うと CMS 以外用). 連続しているという仮定により, BlockOffsetArrayNonContigSpace よりも効率的にメモリ管理ができる.

    ((cite: hotspot/src/share/vm/memory/blockOffsetTable.hpp))
    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    // A subtype of BlockOffsetArray that takes advantage of the fact
    // that its underlying space is a ContiguousSpace, so that its "active"
    // region can be more efficiently tracked (than for a non-contiguous space).
    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    class BlockOffsetArrayContigSpace: public BlockOffsetArray {