HotSpot算法实现

枚举根节点

GC停顿
在进行对象的可达性分析时，必须在一个能确保一致性的快照中进行(一致性即在整个分析期间，整个执行系统不可以出现分析过程中，对象引用关系还在不断变化的过程)，该点不满足的话分析结果准确性就无法得到保证。所以GC进行时必须停顿所有Java线程。所以枚举根节点时必须要停顿。
HotSpot枚举的实现
在HotSpot的实现中，是使用一组称为OopMap（Ordinary Object Pointer：普通对象指针）的数据结构来实现的。在类加载完成的时候，HotSpot就把对象内什么偏移量上是什么类型的数据计算出来，在JIT编译过程中，也会在特定的位置记录下栈和寄存器中哪些位置是引用。所以GC扫描时就可以直接得知这些信息。

安全点（Safepoint）

安全点的位置的作用及选取
安全点即何时生成OopMap的位置。程序执行时并非在所有地方都停顿下来开始GC，只有在到达安全点时才能停顿。安全点的选定基本是以程序“是否具有让程序长时间执行的特征”为标准进行选定的--因为每条指令执行的时间都非常短暂，程序不太可能因为指令流长度太长这个原因而过长时间运行，“长时间执行”的最明显特征就是指令序列复用，例如方法调用、循环跳转、异常跳转等，所以这些功能的指令才会产生Safepoint。
如何让所有的线程在最近的安全点停顿下来

抢先式中断（Preemptive Suspension）：不需要线程的执行代码主动去配合，在GC发生时，首先把所有线程全部中断，如果发现有线程中断的地方不在安全点上，就恢复线程，让他跑到安全点上。现在已不采用此中方式。
主动式中断（Voluntary Suspension）：当GC需要中断线程的时候，不直接对线程操作，仅仅简单地设置一个标志，各个线程执行时主动去轮询这个标志，发现中断标志为真时就自己中断挂起。轮询标志的地方和安全点是重合的，另外再加上创建对象需要分配内存的地方。

安全域（Safe Region）

safepoint机制保证了程序执行时，在不太长的时间内就会遇到可进入GC的safepoint。但是程序不执行的时候，没有分配CPU时间，典型的例子就是线程处于sleep状态或者blocked状态，这时候线程无法响应JVM的中断请求，走到安全的地方去中断挂起。所以这就需要安全域来解决。
安全域是指在一段代码片段之中，引用关系不会发生变化。在这个区域中的任意地方开始GC都是安全的。可以把Safe region 看做是扩展了的Safepoint。
在线程执行到Safe Region中的代码时，首先表示自己已经进入Safe region，在河段时间里JVM要发起GC时，就不用管标识自己为Safe region状态的线程了。在线程要离开Safe Region时，要检查系统是否已经完成了根节点枚举或者是整个GC过程，如果完成了，那线程就继续执行，否则它就必须等待直到收到可以安全离开Safe Region的信号为止。