【JVM之内存与垃圾回收篇】程序计数器
程序计数器
介绍
JVM 中的程序计数寄存器(Program Counter Register)中,Register 的命名源于 CPU 的寄存器,寄存器存储指令相关的现场信息。CPU 只有把数据装载到寄存器才能够运行。
这里,并非是广义上所指的物理寄存器,或许将其翻译为 PC 计数器(或指令计数器)会更加贴切(也称为程序钩子),并且也不容易引起一些不必要的误会。JVM 中的 PC 寄存器是对物理 PC 寄存器的一种抽象模拟。
它是一块很小的内存空间,几乎可以忽略不记。也是运行速度最快的存储区域。
在 JVM 规范中,每个线程都有它自己的程序计数器,是线程私有的,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。程序计数器会存储当前线程正在执行的 Java 方法的 JVM 指令地址;或者,如果是在执行 native 方法,则是未指定值(undefned)。
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。
作用
作用:PC 寄存器用来存储指向下一条指令的地址,也即将要执行的指令代码。由执行引擎读取下一条指令。
代码演示
我们首先写一个简单的代码
/**程序计数器
* @author: Nemo
*/
public class PCRegisterTest {
public static void main(String[] args) {
int i = 10;
int j = 20;
int k = i + j;
}
}
然后将代码进行编译成字节码文件,我们再次查看,发现在字节码的左边有一个行号标识,它其实就是指令地址,用于指向当前执行到哪里。
0: bipush 10
2: istore_1
3: bipush 20
5: istore_2
6: iload_1
7: iload_2
8: iadd
9: istore_3
10: return
通过 PC 寄存器,我们就可以知道当前程序执行到哪一步了!
使用 PC 寄存器存储字节码指令地址有什么用呢?
因为 CPU 需要不停的切换各个线程,这时候切换回来以后,就得知道接着从哪开始继续执行。
JVM 的字节码解释器就需要通过改变 PC 寄存器的值来明确下一条应该执行什么样的字节码指令。
PC 寄存器为什么被设定为私有的?
我们都知道所谓的多线程在一个特定的时间段内只会执行其中某一个线程的方法,CPU 会不停地做任务切换,这样必然导致经常中断或恢复,如何保证分毫无差呢?为了能够准确地记录各个线程正在执行的当前字节码指令地址,最好的办法自然是为每一个线程都分配一个 PC 寄存器,这样一来各个线程之间便可以进行独立计算,从而不会出现相互干扰的情况。
由于 CPU 时间片轮限制,众多线程在并发执行过程中,任何一个确定的时刻,一个处理器或者多核处理器中的一个内核,只会执行某个线程中的一条指令。
这样必然导致经常中断或恢复,如何保证分毫无差呢?每个线程在创建后,都会产生自己的程序计数器和栈帧,程序计数器在各个线程之间互不影响。
CPU 时间片
CPU 时间片即 CPU 分配给各个程序的时间,每个线程被分配一个时间段,称作它的时间片。
在宏观上:我们可以同时打开多个应用程序,每个程序并行不悖,同时运行。
但在微观上:由于只有一个 CPU,一次只能处理程序要求的一部分,如何处理公平,一种方法就是引入时间片,每个程序轮流执行。
【JVM之内存与垃圾回收篇】程序计数器的更多相关文章
- 【JVM之内存与垃圾回收篇】虚拟机栈
虚拟机栈 虚拟机栈概述 由于跨平台性的设计,Java 的指令都是根据栈来设计的.不同平台 CPU 架构不同,所以不能设计为基于寄存器的. 优点是跨平台,指令集小,编译器容易实现,缺点是性能下降,实现同 ...
- 【JVM之内存与垃圾回收篇】方法区
方法区 前言 这次所讲述的是运行时数据区的最后一个部分 从线程共享与否的角度来看 ThreadLocal:如何保证多个线程在并发环境下的安全性?典型应用就是数据库连接管理,以及会话管理 栈.堆.方法区 ...
- 【JVM之内存与垃圾回收篇】JVM与Java体系结构
JVM与Java体系结构 前言 作为Java工程师的你曾被伤害过吗?你是否也遇到过这些问题? 运行着的线上系统突然卡死,系统无法访问,甚至直接OOMM! 想解决线上JVM GC问题,但却无从下手. 新 ...
- 【JVM之内存与垃圾回收篇】运行时数据区概述及线程
运行时数据区概述及线程 前言 本节主要讲的是运行时数据区,也就是下图这部分,它是在类加载完成后的阶段 当我们通过前面的:类的加载-> 验证 -> 准备 -> 解析 -> 初始化 ...
- 【JVM之内存与垃圾回收篇】堆
堆 堆的核心概念 堆针对一个 JVM 进程来说是唯一的,也就是一个进程只有一个 JVM,但是进程包含多个线程,他们是共享同一堆空间的. 一个 JVM 实例只存在一个堆内存,堆也是 Java 内存管理的 ...
- 【JVM之内存与垃圾回收篇】对象实例化内存布局与访问定位
对象实例化内存布局与访问定位 从各自具体的内存分配上来讲 new 的对象放在堆中 对象所属的类型信息是放在方法区的 方法当中的局部变量放在栈空间 这 new 的对象怎么把三块粘合到一起 就是这章的内容 ...
- 【JVM之内存与垃圾回收篇】StringTable
StringTable String的基本特性 String:字符串,使用一对 "" 引起来表示 String s1 = "Nemo"; // 字面量的定义方式 ...
- 【JVM之内存与垃圾回收篇】类加载子系统
类加载子系统 概述 完整图如下: 如果自己想手写一个 Java 虚拟机的话,主要考虑哪些结构呢? 类加载器 执行引擎 类加载器子系统作用 类加载器子系统负责从文件系统或者网络中加载 Class 文件, ...
- 【JVM之内存与垃圾回收篇】执行引擎
执行引擎 执行引擎概述 执行引擎属于 JVM 的下层,里面包括 解释器.及时编译器.垃圾回收器 执行引擎是 Java 虚拟机核心的组成部分之一. "虚拟机"是一个相对于" ...
随机推荐
- 利用salt stack pillar安装多组keepalived
利用salt stack pillar安装多组keepalived 环境描述 在生产环境中,需要搭建三套keepalived环境,3个master和3个backup,要安装的软件和配置文件,虽然不是很 ...
- for, for in, for of, map, forEach 循环的区别:
for, for in, for of, map, forEach 循环的区别: for 遍历数组: //对象遍历数组 var arr = [ {Monday: '星期一', Tuesday: ' ...
- opencv C++极坐标变换
#include<opencv2/core/core.hpp> #include<opencv2/highgui/highgui.hpp> #include<opencv ...
- xutils工具上传日志文件--后台服务器的搭建
在上一篇文章中使用xutils将手机上保存的日志上传到后台服务器中,现在我们来讲后台服务器是如何搭建的 后台服务器采用jsp+sevlet+mysql的框架 首先讲mysql数据库的表的建立 在fil ...
- SpringBoot--使用socket搭建聊天室
1.添加依赖 <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId> ...
- 注册中心(Eureka/Consul)
基于SpringBoot1.5.4与SpringCloud(Dalston.SR2)的SpringCloud学习博客,转载请标明出处,O(∩_∩)O谢谢 - Spring Cloud简介 Spring ...
- 什么是JSTL标签库?
什么是JSTL? JSTL(JSP Standard Tag Library,JSP标准标签库)是一个不断完善的开放源代码的JSP标签库,是由apache的jakarta小组来维护的. 有什么作用? ...
- Spring笔记(3) - debug源码AOP原理解析
案例 @EnableAspectJAutoProxy//开启基于注解的aop模式 @Configuration public class AOPConfig { //业务逻辑类加入容器中 @Bean ...
- Alink漫谈(十) :特征工程 之 特征哈希/标准化缩放
Alink漫谈(十) :特征工程之特征哈希/标准化缩放 目录 Alink漫谈(十) :特征工程之特征哈希/标准化缩放 0x00 摘要 0x01 相关概念 1.1 特征工程 1.2 特征缩放(Scali ...
- 如何配置webpack让浏览器自动补全前缀
一.postcss-loader有什么用? PostCSS 本身是一个功能比较单一的工具.它提供了一种方式用 JavaScript 代码来处理 CSS.它负责把 CSS 代码解析成抽象语法树结构(Ab ...