Shenandoah GC的并发压缩算法如何避免Stop-The-World？-图灵课堂

Shenandoah GC是一个Java垃圾收集器，设计的目标是减少应用程序的暂停时间，也就是通常所说的“Stop-The-World”事件。传统的垃圾收集器在进行某些内存管理操作时需要暂停应用程序的执行，而Shenandoah GC通过一系列并发技术来尽量避免这种情况。

压缩是垃圾收集过程中一个重要的步骤，它涉及到移动对象来消除内存碎片。传统上，这个过程需要暂停应用程序，因为在移动对象时，必须确保没有线程在访问这些对象，否则会导致程序崩溃或数据损坏。

Shenandoah GC通过以下方式实现并发压缩，尽量避免Stop-The-World：

并发标记和清理：
- Shenandoah GC在标记和清理阶段是并发进行的。也就是说，标记阶段（确定哪些对象是存活的）和清理阶段（删除不再使用的对象）都是在应用程序继续运行的同时进行的。
Region-based Memory Management：
- Shenandoah将内存分成多个区域（Region）。每个区域可以独立处理，允许GC对不同区域进行并行操作。这种设计减少了需要暂停应用程序的时间，因为可以逐个区域地进行压缩，而不是整个堆。
并发压缩：
- Shenandoah GC采用了并发压缩技术，允许对象在应用程序运行时被移动。为了实现这一点，Shenandoah使用了“转发指针”技术：
  - 当一个对象被移动时，它的旧位置会保留一个转发指针，指向对象的新位置。
  - 应用程序线程在访问对象时，如果发现转发指针，会自动重定向到对象的新位置。
同步访问：
- Shenandoah GC通过在对象访问时进行同步，确保在对象被移动的过程中，应用程序线程可以正确地访问对象。这种同步是通过轻量级的机制实现的，以减少对应用程序性能的影响。
并发更新引用：
- 在压缩过程中，对象的引用需要更新以指向新的位置。Shenandoah GC通过并发地更新这些引用，避免了传统GC在更新引用时必须暂停应用程序的情况。

通过这些技术，Shenandoah GC能够在应用程序继续运行的同时进行内存压缩，极大地减少了垃圾收集导致的暂停时间。这使得它特别适合对暂停时间敏感的应用程序，比如需要实时响应的系统。

Shenandoah GC的并发压缩算法如何避免Stop-The-World？