三色标记

在遍历对象图的过程中，把需要遍历的对象按照“是否访问过”分为以下三种颜色。

• 白色：表示对象尚未被垃圾回收器访问过。显然，在可达性分析刚刚开始的阶段，所有的对象都是白色的，若在分析结束的阶段，仍然是白色的对象，即代表不可达。
• 黑色：表示对象已经被垃圾回收器访问过，且这个对象的所有引用都已经扫描过。黑色的对象代表已经扫描过，它是安全存活的，如果有其它的对象引用指向了黑色对象，无须重新扫描一遍。黑色对象不可能直接（不经过灰色对象）指向某个白色对象。
• 灰色：表示对象已经被垃圾回收器访问过，但这个对象至少存在一个引用还没有被扫描过。

上图是在可达性分析的扫描过程中，如果只有垃圾回收线程在工作，那肯定不会有任何问题。

如果用户线程和GC线程并发执行时，就会出现对象消失的情况。

并发标记对象漏标

 如上图所示，老年代中有三个对象A、B和C，在标记之前的引用关系是A引用B，B引用C。先分别介绍一下他们的标记情况：

• 对象A已经被标记为黑色，表示为A为活跃对象且所有它引用的对象也完成标记。
• 对象B被标记为灰色，表示B对象是活跃对象，但是它关联的对象还没有被完全标记完。
• 对象C是白色，表示还没有被标记。

在这种背景下，应用线程此时发生了一次引用关系变更，B引用C的关系被删除了且同时A引用了C，即如下所示代码：

B.C = null;
A.C = C;

此时，标记线程就不再会标记对象C，因为对象A已经是黑色，表示所有它引用的对象都已经完成标记。然而实际上活跃的对象C就会被漏标最终被回收掉。

如何解决漏标问题？

一个叫Wilson的大佬，他在1994年在理论上证明了，当且仅当以下两个条件同时满足时，会产生"对象消失"的问题，原来应该是黑色的对象被误标为了白色：

• 条件一：赋值器插入了一条或者多条从黑色对象到白色对象的新引用。
• 条件二：赋值器删除了全部从灰色对象到该白色对象的直接或间接引用。

反过来想，是不是破坏其中一个条件，就不会存在对象消失的情况了吧。

因此，我们要解决并发扫描时的对象消失问题，只需破坏这两个条件的任意一个即可。由此分别产生了两种解决方案：增量更新（Incremental Update）和原始快照（Snapshot At The Beginning，SATB） 。

• 增量更新(Incremental Update)：打破了第一个条件，在扫描过程中，如果黑色对象插入了新的白色对象引用，那么就将这些黑色对象记录起来作为GC Roots，在Remark阶段重新扫描以这些为Root的引用链。其实就可以很简单的理解成，在黑色对象插入新的白色对象引用以后，就重新变成了灰色对象。
• 原始快照(Snapshot At The Beginning,SATB)：打破了第二个条件。在扫描过程中，如果出现灰色对象删除白色对象的引用时，就将这些灰色对象记录下来。在Remark阶段，对这些灰色对象重新扫描一遍。

以上无论是对引用关系记录的插入还是删除通过“写屏障”来完成。

• 增量更新使用的是写后屏障（记录插入后的新引用）
• 原始快照使用的是写前屏障（记录删除后的前引用）

在HotSpot虚拟机中， 增量更新和原始快照这两种解决方案都有实际应用， 譬如， CMS是基于增量更新来做并发标记的， G1则是用原始快照来实现。