JVM Safepoint

safepoint는 JVM 내부에서 스레드의 실행을 일시 중단시키는 지점을 의미한다.

GC, deoptimization, thread dump 등 jvm 내부 관리 작업을 수행하기 위해 모든 자바 스레드를 안전하게 멈춰야 할 때 사용된다.

jvm 특정 작업 gc같은거를 수행하기 위해 애플리케이션 스레드의 실행 상태를 일관된 시점으로 맞추는 기법이다.

왜냐면 스레드가 아무 위치에서 멈추게 되면, 메모리 상태가 불완전해질 수도 있으므로 jvm이 지정한 안전한 지점 즉 safepoint에서만 멈출수 있게 되는것이다.

발생시점 예시로는

Garbage Collection

Thread dump (jstack 실행 시)

Deoptimization (JIT 코드 → 인터프리터 코드로 변경)

Class redefinition (HotSwap)

Bias locking revocation

등을 들어볼 수 있을듯.

Bias Locking Revocation(바이어스 락 해제)는 JVM의 락 최적화 기법 중 하나인 Biased Locking이 해제되는 과정

safepoint는 시스템의 성능에 직접적인 영향을 줄 수 있다.

모든 스레드가 safepoint에 진입해야만 jvm이 관리 작업을 시작할 수 있기 때문에

어떤 스레드가 cpu를 오래 점유하거나 네이티브 코드에 머무르면 safepoint 진입 지연이 발생한다. (Safepoint Stall)

이 지연시간은 gc로그에 아래처럼 뜰수있음.

Safepoint "Cleanup", Time since last: 100000 ms, Time to safepoint: 1234 ms

여기서 Time to safepoint 값이 크다면, 특정 스레드가 safepoint polling을 오랫동안 수행하지 못하고 있다는 의미임.

jit compile된 코드는 다음과 같은 폴링 구문이 삽입되어있음.

while (!SafepointSynchronize::do_call()) {
    // regular Java execution
}

이 poling은 함수 호출 전, 루프 진입 전 등 jvm이 안전하다고 판단하는 시점에 위치하며 네이티브 코드나 장시간 블로킹되는 i/o 호출 중에는 polling이 불가능하므로 safepoint 지연의 주요 원인이 된다.