java8 jvm安全点问题

Question

java版本：8
代码如下

public class Test {
    public static int num = 0;
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Runnable runnable=()->{
            long beginTime = System.currentTimeMillis();
            for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
                for (int j = 0; j < 10; j++) {
                    num++;
                }
            }
            System.out.println("子线程执行结束，耗时：" + (System.currentTimeMillis() - beginTime));
        };

        new Thread(runnable).start();
        new Thread(runnable).start();
        long beginTime = System.currentTimeMillis();
        Thread.sleep(1000);
        System.out.println("主线程睡眠时间：" + (System.currentTimeMillis()-beginTime));
        System.out.println("num = " + num);
    }
}

运行上面代码时，运行打印如下：
子线程执行结束，耗时：3263
子线程执行结束，耗时：3265
主线程睡眠时间：3265
num = 1768648854

可以看到主线程睡眠时间应该是1000但是实际是3265，经过翻找答案可知是由于safepoint机制导致的，所以safepoint触发的机制是什么，上面的代码何时触发了safepoint，为什么将Thread.sleep的时间调整到500时，输出的结果就正常了，下面时正常的输出结果：
主线程睡眠时间：506
num = 1906054945
子线程执行结束，耗时：2764
子线程执行结束，耗时：2764

Answer 1

以下内容由CHATGPT及阿里嘎多学长共同生成、有用望采纳：

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Java虚拟机（JVM）中的安全点（Safepoint）机制是JVM在执行过程中，为了确保在执行某些需要暂停线程的操作时，所有线程都处于一个安全的状态。这些操作可能包括垃圾回收、线程dump、线程挂起等。安全点机制确保在这些操作执行时，不会破坏JVM的状态。

安全点机制的工作原理：

1. 定义安全点：JVM在代码中定义一些特定的位置作为安全点，通常是在循环的末尾或者方法调用的入口处。
2. 线程暂停：当JVM需要执行需要暂停线程的操作时，它会向所有线程发送信号，要求它们在达到下一个安全点时暂停。
3. 响应信号：线程在执行过程中，会定期检查是否有来自JVM的暂停信号。如果收到信号，线程会在达到下一个安全点时暂停。
4. 操作执行：一旦所有线程都暂停，JVM就可以安全地执行需要的操作。
5. 线程恢复：操作完成后，JVM会通知所有线程恢复执行。

在提供的Java代码示例中，何时触发了安全点？

在代码中，Thread.sleep(1000)调用是一个可能触发安全点的操作，因为它需要确保在睡眠期间JVM可以安全地进行垃圾回收或其他需要暂停线程的操作。

为什么当Thread.sleep的时间从1000毫秒调整到500毫秒时，输出结果变得正常？

当Thread.sleep()的时间减少时，JVM可能有更多的机会在不触发安全点的情况下执行其他操作，从而减少了线程暂停的时间，使得主线程的睡眠时间更接近预期的500毫秒。

为什么主线程的睡眠时间比预期的1000毫秒要长，实际耗时为3265毫秒？

这可能是因为在Thread.sleep()期间，JVM执行了安全点检查和可能的垃圾回收等操作，这些操作需要时间，因此实际的睡眠时间会超过预期的1000毫秒。

为什么num变量的值与预期不符，实际值为1768648854？

num变量的值是由两个子线程并发修改的结果。由于Java内存模型中的可见性和有序性问题，以及现代处理器的指令重排和缓存一致性问题，两个线程对num变量的修改可能不会立即对另一个线程可见，导致最终的值与预期不符。

相关的代码实现：

代码实现已经在问题描述中给出，即多线程环境下对共享变量num的并发修改。

相关的参考资料：

1. 深入理解Java虚拟机：JVM高级特性与最佳实践 - 周志明著，详细介绍了JVM的内部机制，包括安全点。
2. Java并发编程实战 - Brian Goetz等著，讨论了Java内存模型和并发编程中的常见问题。

请注意，上述解释是基于对JVM和并发编程的一般理解，具体的JVM实现和优化可能会有所不同。