ART运行时Compacting GC堆创建过程分析

ART运行时CompactingGC堆创建过程分析引进了CompactingGC之后，ART运行时的堆空间结构就发生了变化。这是由于CompactingGC和Mark-SweepGC的算法不同，要求底层的堆具有不同的空间结构。同时，即使是原来的Mark-SweepGC，由于需要支持新的同构空间压缩特性（HomogeneousSpaceCompact），也使得它们要具有与原来不一样的堆空间结构。本文就对这些堆空间创建过程进行详细的分析。从前面一文可以知道，在没有CompactingGC之前，Mark-SweepGC的堆由ImageSpace、ZygoteSpace、AllocationSpace和LargeObjectSpace四种Space组成。其中，AllocationSpace是从ZygoteSpace中分离出来的，它们都是一种DlMallocSpace。引入CompactingGC之后，ImageSpace和LargeObjectSpace没有发生根本性的变化，但是ZygoteSpace和AllocationSpace就发生了很大的变化。因此，接下来我们就结合CompactingGC以及其它的一些新特性来分析ZygoteSpace和AllocationSpace都发生了哪些变化。从前面一文可以知道，用来分配对象的空间可以是一种DlMallocSpace，也可以是一种RosAllocSpace，因此，堆空间发生的第一个变化是用来分配对象的空间有可能是一个DlMallocSpace，也有可能是一个RosAllocSpace。从前面一文还可以知道，Semi-SpaceGC需要两个BumpPointerSpace，GenerationalSemi-SpaceGC需要两个BumpPointerSpace和一个PromoteSpace，Mark-CompactGC需要一个BumpPointerSpace。因此，我们需要增加一种类型为BumpPointer的Space，以及一个PromoteSpace。此外，我们还需要一个Non-MovingSpace。由于在CompactingGC中，涉及到对象的移动，但是有些对象，例如类对象（Class）、类方法对象（ArtMethod）和类成员变量对象（ArtField），它们一经加载后，基本上就会一直存在。因此，频繁对此类对象进行移动是无益的，我们需要将它们分配在一个不能移动的Space中，以减少在CompactingGC需要处理的对象的数量。所谓的同构空间压缩特性（HomogeneousSpaceCompact），是针对Mark-SweepGC而言的。一个Space需要有Main和Backup之分。执行同构空间压缩时，将MainSpace的对象移动至BackupSpace中去，再将MainSpace和BackupSpace进行交换，这样就达到压缩空间，即减少内存碎片的作用。综合前面的分析，我们就列出ART运行时支持的各种GC的堆空间结构，如下三个图所示：接下来，我们将结构源代码来详细分析上述三个图各个Space的创建过程，这样就可以更好理解这三个图所表达的意思。从前面一文可以知道，堆的创建是从在ART运行时内部创建一个Heap对象开始的，如下所示：[cpp]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片boolRuntime::Init(constRuntimeOptions&raw_options,boolignore_unrecognized){heap_=newgc::Heap(options->heap_initial_size_,options->heap_growth_limit_,options->heap_min_free_,options->heap_max_free_,options->heap_target_utilization_,options->foreground_heap_growth_multiplier_,options->heap_maximum_size_,options->heap_non_moving_space_capacity_,options->image_,options->image_isa_,options->collector_type_,options->background_collector_type_,options->parallel_gc_threads_,options->conc_gc_threads_,options->low_memory_mode_,options->long_pause_log_threshold_,options->long_gc_log_threshold_,options->ignore_max_footprint_,options->use_tlab_,options->verify_pre_gc_heap_,options->verify_pre_sweeping_heap_,options->verify_post_gc_heap_,options->verify_pre_gc_rosalloc_,options->verify_pre_sweeping_rosalloc_,options->verify_post_gc_rosalloc_,options->use_homogeneous_space_compaction_for_oom_,options->min_interval_homogeneous_space_compaction_by_oom_);}这个函数定义在文件art/runtime/runtime.cc中。创建堆所需要的一般性参数的含义可以参考前面一文，这里我们只解释几个与CompactingGC相关的参数：options->heap_non_moving_space_capacity_：Non-MovingSpace的大小，可以通过ART运行时启动选项-XX:NonMovingSpaceCapacity来指定，默认大小为kDefaultNonMovingSpaceCapacity（64MB）。options->collector_type_：ForegroundGC的类型，可以通过ART运行时启动选项-Xgc指定。如果没有指定，在编译ART运行时时，可以通过ART_DEFAULT_GC_TYPE_IS_CMS、ART_DEFAULT_GC_TYPE_IS_SS和ART_DEFAULT_GC_TYPE_IS_GSS这三个宏分别默认为ConcurrentMark-SweepGC、Semi-SpaceGC或者GenerationalSemi-SpaceGC。options->background_collector_type_：BackgroundGC的类型，可以通过ART运行时启动选项-XX:BackgroundGC指定。如果没有指定，在编译ART运行时时，可以通过ART_USE_HSPACE_COMPACT宏指定为Homogeneous-Space-Compact。如果没有指定ART_USE_HSPACE_COMPACT宏，默认就与ForegroundGC一样。options->use_homogeneous_space_compaction_for_oom_：是否在OOM时执行Homogeneous-Space-Compact，可以通过ART运行时启动选项-XX:EnableHSpaceCompactForOOM和-XX:DisableHSpaceCompactForOOM来设置为支持和不支持。如果没有指定，默认不支持。options->min_interval_homogeneous_space_compaction_by_oom_：OOM时执行Homogeneous-Space-Compact的最小时间间隔，可以在OOM时频繁地执行Homogeneous-Space-Compact，固定为100秒。Heap对象的创建和初始化过程如下所示：[cpp]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片Heap::Heap(size_tinitial_size,size_tgrowth_limit,size_tmin_free,size_tmax_free,doubletarget_utilization,doubleforeground_heap_growth_multiplier,size_tcapacity,size_tnon_moving_space_capacity,conststd::string&image_file_name,constInstructionSetimage_instruction_set,CollectorTypeforeground_collector_type,CollectorTypebackground_collector_type,size_tparallel_gc_threads,size_tconc_gc_threads,boollow_memory_mode,size_tlong_pause_log_threshold,size_tlong_gc_log_threshold,boolignore_max_footprint,booluse_tlab,boolverify_pre_gc_heap,boolverify_pre_sweeping_heap,boolverify_post_gc_heap,boolverify_pre_gc_rosalloc,boolverify_pre_sweeping_rosalloc,boolverify_post_gc_rosalloc,booluse_homogeneous_space_compaction_for_oom,uint64_tmin_interval_homogeneous_space_compaction_by_oom)byte*requested_alloc_space_begin=nullptr;if(!image_file_name.empty()){std::stringerror_msg;space::ImageSpace*image_space=space::ImageSpace::Create(image_file_name.c_str(),image_instruction_set,&error_msg);if(image_space!=nullptr){AddSpace(image_space);//Oatfilesreferencedbyimagefilesimmediatelyfollowtheminmemory,ensureallocspace//isn'tgoingtogetinthemiddlebyte*oat_file_end_addr=image_space->GetImageHeader().GetOatFileEnd();requested_alloc_space_begin=AlignUp(oat_file_end_addr,kPageSize);}}boolsupport_homogeneous_space_compaction=background_collector_type_==gc::kCollectorTypeHomogeneousSpaceCompact||use_homogeneous_space_compaction_for_oom;//Wemayusethesamespacethemainspaceforthenonmovingspaceifwedon'tneedtocompact//fromthemainspace.//Thisisnotthecaseifwesupporthomogeneouscompactionorhaveamovingbackground//collectortype.boolseparate_non_moving_space=is_zygote||support_homogeneous_space_compaction||IsMovingGc(foreground_collector_type_)||IsMovingGc(background_collector_type_);if(foreground_collector_type==kCollectorTypeGSS){separate_non_moving_space=false;}std::unique_ptr<MemMap>main_mem_map_1;std::unique_ptr<MemMap>main_mem_map_2;byte*request_begin=requested_alloc_space_begin;if(request_begin!=nullptr&&separate_non_moving_space){request_begin+=non_moving_space_capacity;}std::unique_ptr<MemMap>non_moving_space_mem_map;if(separate_non_moving_space){//Reservethenonmovingmemmapbeforetheothertwosinceitneedstobeataspecific//address.non_moving_space_mem_map.reset(MemMap::MapAnonymous("nonmovingspace",requested_alloc_space_begin,non_moving_space_capacity,PROT_READ|PROT_WRITE,true,&error_str));//Trytoreservevirtualmemoryataloweraddressifwehaveaseparatenonmovingspace.request_begin=reinterpret_cast<byte*>(300*MB);}//Attempttocreate2memmapsatoraftertherequestedbegin.main_mem_map_1.reset(MapAnonymousPreferredAddress(kMemMapSpaceName[0],request_begin,capacity_,PROT_READ|PROT_WRITE,&error_str));if(support_homogeneous_space_compaction||background_collector_type_==kCollectorTypeSS||foreground_collector_type_==kCollectorTypeSS){main_mem_map_2.reset(MapAnonymousPreferredAddress(kMemMapSpaceName[1],main_mem_map_1->End(),capacity_,PROT_READ|PROT_WRITE,&error_str));}//Createthenonmovingspacefirstsothatbitmapsdon'ttakeuptheaddressrange.if(separate_non_moving_space){//Nonmovingspaceisalwaysdlmallocsincewecurrentlydon'thavesupportformultiple//activerosallocspaces.constsize_tsize=non_moving_space_mem_map->Size();non_moving_space_=space::DlMallocSpace::CreateFromMemMap(non_moving_space_mem_map.release(),"zygote/nonmovingspace",kDefaultStartingSize,initial_size,size,size,false);non_moving_space_->SetFootprintLimit(non_moving_space_->Capacity());AddSpace(non_moving_space_);}//CreateotherspacesbasedonwhetherornotwehaveamovingGC.if(IsMovingGc(foreground_collector_type_)&&foreground_collector_type_!=kCollectorTypeGSS){//Createbumppointerspaces.//WeonlytocreatethebumppointeriftheforegroundcollectorisacompactingGC.//TODO:Placebump-pointerspacessomewheretominimizesizeofcardtable.bump_pointer_space_=space::BumpPointerSpace::CreateFromMemMap("Bumppointerspace1",main_mem_map_1.release());AddSpace(bump_pointer_space_);temp_space_=space::BumpPointerSpace::CreateFromMemMap("Bumppointerspace2",main_mem_map_2.release());AddSpace(temp_space_);}else{CreateMainMallocSpace(main_mem_map_1.release(),initial_size,growth_limit_,capacity_);AddSpace(main_space_);if(!separate_non_moving_space){non_moving_space_=main_space_;}if(foreground_collector_type_==kCollectorTypeGSS){//Createbumppointerspacesinsteadofabackupspace.main_mem_map_2.release();bump_pointer_space_=space::BumpPointerSpace::Create("Bumppointerspace1",kGSSBumpPointerSpaceCapacity,nullptr);AddSpace(bump_pointer_space_);temp_space_=space::BumpPointerSpace::Create("Bumppointerspace2",kGSSBumpPointerSpaceCapacity,nullptr);AddSpace(temp_space_);}elseif(main_mem_map_2.get()!=nullptr){constchar*name=kUseRosAlloc?kRosAllocSpaceName[1]:kDlMallocSpaceName[1];main_space_backup_.reset(CreateMallocSpaceFromMemMap(main_mem_map_2.release(),initial_size,growth_limit_,capacity_,name,true));//Addthespacesoitsaccountedforintheheap_beginandheap_end.AddSpace(main_space_backup_.get());}}}这个函数定义在文件art/runtime/gc/heap.cc中。由于底层堆的空间结构要兼顾到上层的各种GC，因此堆创建过程中涉及到逻辑是比较复杂的，我们将上述函数涉及到的代码分段来解读。第一段代码是关于ImageSpace的创建的，如下所示：[cpp]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片byte*requested_alloc_space_begin=nullptr;if(!image_file_name.empty()){std::stringerror_msg;space::ImageSpace*image_space=space::ImageSpace::Create(image_file_name.c_str(),image_instruction_set,&error_msg);if(image_space!=nullptr){AddSpace(image_space);//Oatfilesreferencedbyimagefilesimmediatelyfollowtheminmemory,ensureallocspace//isn'tgoingtogetinthemiddlebyte*oat_file_end_addr=image_space->GetImageHeader().GetOatFileEnd();requested_alloc_space_begin=AlignUp(oat_file_end_addr,kPageSize);}}关于ImageSpace的创建过程，可以参考前面一文。从前面一文可以知道，紧跟在ImageSpace后面的是一个boot.art@classes.oat文件。而紧跟在boot.art@classes.oat文件末尾的ZygoteSpace，这个地址记录在本地变量requested_alloc_space_begin中。第二段代码是关于Non-MovingSpace的，如下所示：[cpp]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片boolsupport_homogeneous_space_compaction=background_collector_type_==gc::kCollectorTypeHomogeneousSpaceCompact||use_homogeneous_space_compaction_for_oom;//Wemayusethesamespacethemainspaceforthenonmovingspaceifwedon'tneedtocompact//fromthemainspace.//Thisisnotthecaseifwesupporthomogeneouscompactionorhaveamovingbackground//collectortype.boolseparate_non_moving_space=is_zygote||support_homogeneous_space_compaction||IsMovingGc(foreground_collector_type_)||IsMovingGc(background_collector_type_);if(foreground_collector_type==kCollectorTypeGSS){separate_non_moving_space=false;}std::unique_ptr<MemMap>main_mem_map_1;std::unique_ptr<MemMap>main_mem_map_2;byte*request_begin=requested_alloc_space_begin;if(request_begin!=nullptr&&separate_non_moving_space){request_begin+=non_moving_space_capacity;}std::unique_ptr<MemMap>non_moving_space_mem_map;if(separate_non_moving_space){//Reservethenonmovingmemmapbeforetheothertwosinceitneedstobeataspecific//address.non_moving_space_mem_map.reset(MemMap::MapAnonymous("nonmovingspace",requested_alloc_space_begin,non_moving_space_capacity,PROT_READ|PROT_WRITE,true,&error_str));//Trytoreservevirtualmemoryataloweraddressifwehaveaseparatenonmovingspace.request_begin=reinterpret_cast<byte*>(300*MB);}这段代码的逻辑是判断是否需要给Non-MovingSpace一个独立的地址空间。Non-MovingSpace总是存在的，现在需要判断的是要给它一个独立的地址空间，还是要与其它Space共享同一个地址空间，主要是考虑到GenerationalSemi-SpaceGC。从前面一文可以知道，GenerationalSemi-SpaceGC需要一个PromoteSpace来保存那些经过若干轮GC后仍然存活下来的对象，而且这些对象在以后的GenerationalSemi-SpaceGC中不需要进行移动。这个PromoteSpace就是一个DlMallocSpace或者RosAllocSpace。PromoteSpace起到的作用与Non-MovingSpace类似，因为保存在它们里面的对象都是不可以移动的。因此，在GenerationalSemi-SpaceGC的情况下，将PromoteSpace和Non-MovingSpace合在一起共享同一个地址空间。Non-MovingSpace是相对MovingSpace而言的，也就是说，只要存在MovingSpace，就需要给Non-MovingSpace一个独立的地址空间，使得在Non-MovingSpace和MovingSpace的对象在GC中可以区别对待处理。那么，在什么情况下存在MovingSpace呢？最直觉地，只要我们使用到了CompactingGC，那么就需要MovingSpace，因为CompactingGC需要移动对象。因此，上述代码段会调用Heap类的成员函数IsMovingGc判断指定的ForegroundGC（foreground_collector_type_）和BackgroundGC（background_collector_type_）是否是CompactingGC，也就是是否是Semi-SpaceGC、GenerationalSemi-SpaceGC和Mark-CompactGC之一。如果是的话，那么就将本地变量separate_non_moving_space设置为true，表示需要给Non-MovingSpace一个独立的地址空间。除了CompactingGC的情况，还有两种情况也是涉及到MovingSpace的。第一种情况是应用程序运行在Zygote模式中，即本地变量is_zygote等于true的情况下。应用程序运行在Zygote模式时，它们的进程都是由Zygote进程fork出来的，这样做的目的是为了让Zygote进程和应用程序进程共享内存。Zygote进程在fork第一个应用程序进程之前，为了有效地和应用程序进程共享内存，会对堆空间进行一次压缩处理。这个压缩处理实际上就是执行一次Semi-SpaceGC。因此，在这种情况下，即本地变量is_zygote等于true时，也需要将本地变量separate_non_moving_space设置为true，表示需要给Non-MovingSpace一个独立的地址空间。第二种情况ART运行时支持Homogeneous-Space-Compact特性。Homogeneous-Space-Compact特性意味我们要将MainSpace上的对象移动到BackupSpace上去。这个移动过程实际上也是通过执行一次Semi-SpaceGC来完成的。因此，在这种情况下，即本地变量support_homogeneous_space_compaction等于true时，也需要将本地变量separate_non_moving_space设置为true，表示需要给Non-MovingSpace一个独立的地址空间。那么，什么情况下ART运行时需要支持Homogeneous-Space-Compact特性呢？有两种情况需要支持。第一种情况是BackgroundGC（background_collector_type_）被指定为Homogeneous-Space-CompactGC，这可以通过ART运行时启动选项-XX:BackgroundGC进行指定。第二种情况是在分配对象遇到OOM时，需要将MainSpace上的对象移动到BackupSpace上去，然后再将这两个Space进行交换，并且再次尝试在MainSpace上进行分配，以便可以解决由内存碎片引发的OOM问题。我们可以通过ART运行时启动选项-XX:EnableHSpaceCompactForOOM和-XX:DisableHSpaceCompactForOOM来启用和禁用这种行为，体现在这里就是参数use_homogeneous_space_compaction_for_oom的值是等于true还是false。一旦决定给Non-MovingSpace一个独立的地址空间，那么就会调用MemMap类的静态成员函数MapAnonymous创建一块匿名共享内存non_moving_space_mem_map，以便接下来可以用来创建Non-MovingSpace。注意，这块匿名共享内存的起始地址紧接着在boot.art@classes.oat的末尾。同时，其它的Space的起始地址request_begin被修改为300MB地址处，即它们不再是紧跟着Non-MovingSpace的末尾。第三段代码用来创建另外两块匿名共享内存，如下所示：[cpp]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片//Attempttocreate2memmapsatoraftertherequestedbegin.main_mem_map_1.reset(MapAnonymousPreferredAddress(kMemMapSpaceName[0],request_begin,capacity_,PROT_READ|PROT_WRITE,&error_str));if(support_homogeneous_space_compaction||background_collector_type_==kCollectorTypeSS||foreground_collector_type_==kCollectorTypeSS){main_mem_map_2.reset(MapAnonymousPreferredAddress(kMemMapSpaceName[1],main_mem_map_1->End(),capacity_,PROT_READ|PROT_WRITE,&error_str));}第一块匿名共享内存main_mem_map_1用来创建CompactingGC的FromBumpPointerSpace或者Mark-SweepGC的MainSpace。第二块匿名共享内存main_mem_map_2用来创建Semi-SpaceGC的ToBumpPointerSpace或者Mark-SweepGC的BackupSpace。注意，第二块匿名共享内存main_mem_map_2紧跟在第一块匿名共享内存main_mem_map_1的末尾。第四段代码用来创建Non-MovingSpace，如下所示：[cpp]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片//Createthenonmovingspacefirstsothatbitmapsdon'ttakeuptheaddressrange.if(separate_non_moving_space){//Nonmovingspaceisalwaysdlmallocsincewecurrentlydon'thavesupportformultiple//activerosallocspaces.constsize_tsize=non_moving_space_mem_map->Size();non_moving_space_=space::DlMallocSpace::CreateFromMemMap(non_moving_space_mem_map.release(),"zygote/nonmovingspace",kDefaultStartingSize,initial_size,size,size,false);non_moving_space_->SetFootprintLimit(non_moving_space_->Capacity());AddSpace(non_moving_space_);}只有在本地变量separate_non_moving_space等于true的情况下，也就是要给Non-MovingSpace一块独立的地址空间的情况下，这里才会将前面创建的匿名共享内存non_moving_space_mem_map封装成一个DlMallocSpace，作为一块独立的Non-MovingSpace使用。第五段代码用来为CompactingGC创建BumpPointerSpace或者为Mark-SweepGC创建MainSpace和BackupSpace，如下所示：[cpp]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片//CreateotherspacesbasedonwhetherornotwehaveamovingGC.if(IsMovingGc(foreground_collector_type_)&&foreground_collector_type_!=kCollectorTypeGSS){//Createbumppointerspaces.//WeonlytocreatethebumppointeriftheforegroundcollectorisacompactingGC.//TODO:Placebump-pointerspacessomewheretominimizesizeofcardtable.bump_pointer_space_=space::BumpPointerSpace::CreateFromMemMap("Bumppointerspace1",main_mem_map_1.release());AddSpace(bump_pointer_space_);temp_space_=space::BumpPointerSpace::CreateFromMemMap("Bumppointerspace2",main_mem_map_2.release());AddSpace(temp_space_);}else{CreateMainMallocSpace(main_mem_map_1.release(),initial_size,growth_limit_,capacity_);AddSpace(main_space_);if(!separate_non_moving_space){non_moving_space_=main_space_;}if(foreground_collector_type_==kCollectorTypeGSS){//Createbumppointerspacesinsteadofabackupspace.main_mem_map_2.release();bump_pointer_space_=space::BumpPointerSpace::Create("Bumppointerspace1",kGSSBumpPointerSpaceCapacity,nullptr);AddSpace(bump_pointer_space_);temp_space_=space::BumpPointerSpace::Create("Bumppointerspace2",kGSSBumpPointerSpaceCapacity,nullptr);AddSpace(temp_space_);}elseif(main_mem_map_2.get()!=nullptr){constchar*name=kUseRosAlloc?kRosAllocSpaceName[1]:kDlMallocSpaceName[1];main_space_backup_.reset(CreateMallocSpaceFromMemMap(main_mem_map_2.release(),initial_size,growth_limit_,capacity_,name,true));//Addthespacesoitsaccountedforintheheap_beginandheap_end.AddSpace(main_space_backup_.get());}}当ForegroundGC是CompactingGC，但是不是GenerationalSemi-SpaceGC时，分别是用前面创建的匿名共享内存main_mem_map_1和main_mem_map_2创建两个BumpPointerSpace，并且保存在Heap类的成员变量bump_pointer_space_和temp_space_中。当ForegroundGC是Mark-SweepGC或者GenerationalSemi-SpaceGC时，首先是调用Heap类的成员函数CreateMainMallocSpace创建一个MainSpace，这个MainSpace是一块DlMallocSpace或者RosAllocSpace，并且由Heap类的成员变量main_space_指向。如果ForegroundGC是GenerationalSemi-SpaceGC，上面创建的MainSpace实际上是作为PromoteSpace来使用的。同时由前面的分析可以知道，本地变量separate_non_moving_space的值这时候等于false，这意味着Non-MovingSpace与上述PromoteSpace共享的是同一个地址空间。也就是此时ART运行时的Non-MovingSpace（non_moving_space_）与GenerationalSemi-SpaceGC的PromoteSpace（main_space_）指向的是一个Space。接下来，上述代码还会继续为GenerationalSemi-SpaceGC创建一个FromBumpPointerSpace和一个ToBumpPointerSpace。这两个BumpPointerSpace是通过封装两块新创建的匿名共享内存得到的。如果ForegroundGC是Mark-SweepGC，则它们所需要的MainSpace前面已经创建完毕，现在只需要再创建一个BackupSpace即可。通过调用Heap类的成员函数CreateMallocSpaceFromMemMap即可创建一个DlMallocSpace或者RosAllocSpace，以作为BackupSpace使用，并且由Heap类的成员变量main_space_backup_指向。接下来我们继续分析Heap类的成员函数CreateMainMallocSpace的实现，以便可以了解MainSpace的创建过程，而且从中也可以看到用来创建BackupSpace的Heap类的成员函数CreateMallocSpaceFromMemMap的实现，如下所示：[cpp]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片voidHeap::CreateMainMallocSpace(MemMap*mem_map,size_tinitial_size,size_tgrowth_limit,size_tcapacity){//Isbackgroundcompactionisenabled?boolcan_move_objects=IsMovingGc(background_collector_type_)!=IsMovingGc(foreground_collector_type_)||use_homogeneous_space_compaction_for_oom_;//Ifwearethezygoteanddon'tyethaveazygotespace,itmeansthatthezygoteforkwill//happeninthefuture.IfthishappensandwehavekCompactZygoteenabledwewishtocompact//fromthemainspacetothezygotespace.Ifbackgroundcompactionisenabled,alwayspassin//thatwecanmoveobjets.if(kCompactZygote&&Runtime::Current()->IsZygote()&&!can_move_objects){//Afterthezygotewewantthistobefalseifwedon'thavebackgroundcompactionenabledso//thatgettingprimitivearrayelementsisfaster.//WeneverhavehomogeneouscompactionwithGSSanddon'tneedaspacewithmovableobjects.can_move_objects=!have_zygote_space_&&foreground_collector_type_!=kCollectorTypeGSS;}if(collector::SemiSpace::kUseRememberedSet&&main_space_!=nullptr){RemoveRememberedSet(main_space_);}constchar*name=kUseRosAlloc?kRosAllocSpaceName[0]:kDlMallocSpaceName[0];main_space_=CreateMallocSpaceFromMemMap(mem_map,initial_size,growth_limit,capacity,name,can_move_objects);SetSpaceAsDefault(main_space_);VLOG(heap)<<"Createdmainspace"<<main_space_;}这个函数定义在文件art/runtime/runtime.cc中。一般来说，在以下两种情况下，MainSpace的对象可以移动：1.ForegroundGC和BackgroundGC不同时为CompactingGC或者Mark-SweepGC。这是因为当发生ForegroundGC和BackgroundGC切换时，如果ForegroundGC和BackgroundGC不同时为CompactingGC或者Mark-SweepGC时，需要将对象从MainSpace移动到BumpPointerSpace，或者从BumpPointerSpace移动到MainSpace。2.ART运行时分配对象发生OOM时支持Homogeneous-Space-Compact特性。这时候需要将MainSpace的对象移动到BackupSpace。还有一种特殊情况，要求MainSpace上的对象是可以移动的。前面提到，Zygote进程在fork第一个应用程序进程之前，会对堆进行一次Semi-SpaceGC。取决于当前的ForegroundGC是CompactingGC还是Mark-SweepGC，这次Semi-SpaceGC的FromSpace即为CompactingGC当前使用的BumpPointerSpace或者Mark-SweepGC的MainSpace。不过这样的Semi-SpaceGC是要在常量kCompactZygote设置为true的情况下才会执行。根据前面的分析，在ForegroundGC是GenerationalSemi-SpaceGC的情况下，这里创建的MainSpace同时也作为GenerationalSemi-SpaceGC的PromoteSpace，这就要求MainSpace是不能移动对象的。有了这些背景知识后，就可以很容易理解Heap类的成员函数CreateMallocSpaceFromMemMap的实现了。首先，语句IsMovingGc(background_collector_type_)!=IsMovingGc(foreground_collector_type_)就是用来判断ForegroundGC和BackgroundGC不同时为CompactingGC或者Mark-SweepGC的。其次，use_homogeneous_space_compaction_for_oom_代表ART运行时分配对象发生OOM时支持Homogeneous-Space-Compact特性。如果经过上面的处理之后，本地变量can_move_objects的值仍然为false，并且当前是运行在Zygote模式中（Runtime::Current()->IsZygote()等于true）、常量kCompactZygote为true，那么就会接着判断当前是否处于Zygote进程fork第一个应用程序进程之前，即Heap类的成员变量have_zygote_space_等于false。如果是的话，那么就会在当前的ForegroundGC不是GenerationalSemi-SpaceGC的情况下，将本地变量can_move_objects修改为true，以便接下来调用Heap类的成员函数CreateMallocSpaceFromMemMap创建一个DlMallocSpace或者RosAllocSpace，如下所示：[cpp]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片space::MallocSpace*Heap::CreateMallocSpaceFromMemMap(MemMap*mem_map,size_tinitial_size,size_tgrowth_limit,size_tcapacity,constchar*name,boolcan_move_objects){space::MallocSpace*malloc_space=nullptr;if(kUseRosAlloc){//Createrosallocspace.malloc_space=space::RosAllocSpace::CreateFromMemMap(mem_map,name,kDefaultStartingSize,initial_size,growth_limit,capacity,low_memory_mode_,can_move_objects);}else{malloc_space=space::DlMallocSpace::CreateFromMemMap(mem_map,name,kDefaultStartingSize,initial_size,growth_limit,capacity,can_move_objects);}if(collector::SemiSpace::kUseRememberedSet){accounting::RememberedSet*rem_set=newaccounting::RememberedSet(std::string(name)+"rememberedset",this,malloc_space);CHECK(rem_set!=nullptr)<<"Failedtocreatemainspacerememberedset";AddRememberedSet(rem_set);}CHECK(malloc_space!=nullptr)<<"Failedtocreate"<<name;malloc_space->SetFootprintLimit(malloc_space->Capacity());returnmalloc_space;}这个函数定义在文件art/runtime/runtime.cc中。如果常量kUseRosAlloc的值等于true，那么就Heap类的成员函数CreateMallocSpaceFromMemMap创建的是一个RosAllocSpace；否则的话，创建的是一个DlMallocSpace。同时，如果常量collector::SemiSpace::kUseRememberedSet的值等于true，那么就为前面创建的RosAllocSpace或者DlMallocSpace创建一个RememberedSet。RememberedSet与在前面这个系列文章提到的ModUnionTable的作用类似，都是用来记录被修改对象对指定目标空间的对象的引用情况的。回到Heap类的成员函数CreateMainMallocSpace中，调用Heap类的成员函数CreateMallocSpaceFromMemMap创建完成MainSpace之后，还会调用另外一个成员函数SetSpaceAsDefault将该MainSpace设置为当前Mark-SweepGC使用的MainSpace或者当前GenerationalSemi-SpaceGC使用的PromoteSpace，如下所示：[cpp]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片voidHeap::SetSpaceAsDefault(space::ContinuousSpace*continuous_space){WriterMutexLockmu(Thread::Current(),*Locks::heap_bitmap_lock_);if(continuous_space->IsDlMallocSpace()){dlmalloc_space_=continuous_space->AsDlMallocSpace();}elseif(continuous_space->IsRosAllocSpace()){rosalloc_space_=continuous_space->AsRosAllocSpace();}}这个函数定义在文件art/runtime/runtime.cc中。如果前面创建的MainSpace是一个DlMallocSpace，那么就将它保存在Heap类的成员变量dlmalloc_space_中；否则的话，如果是一个RosAllocSpace，就保存在Heap类的成员变量rosalloc_space_中。设置好Heap类的成员变量dlmalloc_space_和rosalloc_space_之后，以后在分配对象时，就可