再说说.NET的GC机制——何时执行清理
将近一年前的.NET的GC机制和GC知识学习提到过：
另外，GC上进行各种操作的部分应该是多线程进行的，为了保证对象安全性，在GC运行的时候.Net会直接Stop the World进行操作，一般来说是中断，但也有用到Richter大神那篇文章里面提到的其他机制，例如Hijacking和Safe Point等等。
那么Hijacking和Safe Point这两种机制到底是怎么回事？简单来说Fully Interruptible Code提供的是宏观上“如何处理”的机制（直接挂起所有threads），而前面提到的这两种机制则分别提供具体的处理方法。
首先考虑，何时Stop the world？参考MSDN上Thread.Suspend的说明，其中提到：
When you call ThreadSuspend on a thread, the system notes that a thread suspension has been requested and allows the thread to execute until it has reached a safe point before actually suspending the thread. A safe point for a thread is a point in its execution at which garbage collection can be performed.
当在线程上调用Thread.Suspend时，系统会注意到线程挂起的请求，并且在实际挂起此线程前，允许它继续运行——除非线程来到了safe point。safe point是执行中可以进行GC的时间点。
很清楚，也就是说在GC开始前，线程的挂起点必须是safe point。在Thread.Suspend的说明下面还有个醒目的Note：
In order to perform a garbage collection, the runtime must suspend all the threads except the thread performing the collection. Each thread must be brought to a safe point before it can be suspended.
为了进行GC，运行时必须挂起除了调用GC所在线程外的所有线程。每个线程在挂起前都必须走到safe point。
Safe point的判定条件，是“当前线程的指令指针（IP）不在internal method table记录的偏移量中”，[1]亦即在进行特殊处理，或者跑到非托管区域去了。对于这类情况，CLR会进行Hijacking。在GC Behavior and CLR Thread Hijacking这个问题的唯一答案内，回答人给出了几种更为具体的safe point必要条件。
- 不在catch或finally块中
- 不在lock中
- 没有运行非托管代码
- 内存树可以走通（walkable）
在非safe point情况下，CLR便采用Hijacking方式，顾名思义即对当前执行函数的上下文进行“劫持”。通过修改线程调用栈，.NET会在必要的函数结束的时间点插入一个特殊函数，它用来挂起当前线程，以便开始GC动作。GC结束后，此函数将运行权放回，后续函数可以继续执行[2]。Hijacking开始后，CLR会等待250ms，接着再次检查是否线程已经运行到了safe point，如果还没到那么接着进行Hijacking。[1]
这一机制主要处理的是就是上面列出的几种被判定为非safe point的情况，尤其是非托管对象的运行：在特殊函数执行，或者说thread suspension状态时，非托管对象可以继续执行，它和GC动作互不影响。被非托管对象占用的资源不会在托管堆上；而在非托管对象清理方面，还记得不，对于覆盖了Finalize方法的托管对象，GC会将它放入Freachable Queue变为根对象，GC动作不会直接将其干掉。
另外，针对多处理器的情况，CLR还准备了Synchronization-free Allocations和Scalable Collections两种机制，利用并行处理最大限度提高GC效率和UI线程的响应性。两者都是将托管堆切分成数个区域，由多线程进行并行处理。不同的则是前者是workstation GC，多个线程跑在同一个CPU上；后者是server GC独享，每个CPU运行一个线程。[2]
参考资料
1. 《CLR via C#》，Jeffrey Richter
2. Garbage Collection: Memory Management in .Net, Ritesh Ratna
