JVM笔记（五）（运行时数据区、PC寄存器）

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class文件使用类加载子系统进行加载，经过加载、链接、初始化三个过程后进入方法区。接下来需要使用执行引擎进行执行并依赖于运行时数据区。

内存是非常重要的系统资源，是硬盘和CPU的中间仓库及桥梁，承载着操作系统和应用程序的实施运行。JVM内存布局规定了Java在运行过程中内存申请、分配、管理的策略，保证了JVM的高效运行。不同的JVM对于内存的划分方式和管理机制存在着部分差异。

Java虚拟机定义了若干种程序运行期间会使用到的运行时数据区，其中有一些会随着虚拟机启动而创建，随着虚拟机退出而销毁。另外一些则是与线程一一对应的，这些与线程一一对应的数据区域会随着线程开始和结束而创建和销毁。上图图一中红色部分为多个线程共享的，而灰色部分为单独线程私有的，即：

每个线程：独立包括程序计数器、栈、本地栈。

线程间共享：堆、堆外内存（永久代或元空间、代码缓存）

线程是一个程序里的运行单元，JVM允许一个应用有多个线程并行的执行。

在Hotpot JVM里，每个线程都与操作系统的本地线程直接映射。当一个Java线程准备好执行以后，此时一个操作系统的本地线程也同时创建。Java线程执行终止后，本地线程也会回收。

操作系统负责所有线程的安排调度到任何一个可用的CPU上。一旦本地线程初始化成功，他就会调用Java线程中的run()方法。

主要的后台线程在Hotspot JVM里主要为以下：

虚拟机线程：这种线程的操作需要JVM达到安全点才会出现。这些操作必须在不同的线程中发生的原因是他们都需要到JVM到达安全点，这样堆才不会变化。这种线程的执行包括“stop-the-world”的垃圾收集，线程栈收集，线程挂起以及偏向锁撤销。
周期任务线程：这种线程是时间周期事件的体现（比如中断），它们一般用于周期性操作的调度执行。
GC线程：这种线程对JVM里不同种类的垃圾收集行为提供支持。
编译线程：这种线程在运行时会将字节码编译成本地代码。
信号调度线程：这种线程接收信号并发送给JVM，在它内部通过调用适当的方法进行处理。

并非广义上所指的物理寄存器。JVM中的PC寄存器是对物理PC寄存器的一种抽象模拟。PC寄存器用来储存指向下一条指令的地址，也就是即将要执行的指令代码，由执行引擎读取下一条指令。

PC寄存器是一块很小的内存空间，也是运行最快的储存区域。
在JVM规范中，程序计数器是线程私有的，每个线程都有自己的程序计数器，生命周期与线程的生命周期保持一致。
任何时间一个线程都只有一个方法在执行，也就是所谓的当前方法。程序计数器会储存当前线程正在执行的Java方法的JVM指令地址。如果在执行native（C的）方法，则是未指定值（undefined）。
它是程序控制流的指示器，分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能都需要依赖这个计数器来完成。
字节码解释器工作时就是通过改变这个计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令。
它是唯一一个在Java虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域。
不会发生垃圾回收。