3. JVM-运行时数据区概述及线程

系列文章目录

1. JVM与Java体系结构

2. JVM-类加载子系统

3. JVM-运行时数据区概述及线程

4. JVM-程序计数器（PC寄存器）

5. JVM-虚拟机栈

6. JVM-本地方法接口

7. JVM-本地方法栈

8. JVM-堆

9. JVM-方法区

10.JVM-StringTable/StringPool

11.JVM-垃圾回收概述

12.JVM-垃圾回收相关算法

13.JVM-垃圾回收相关概念

14.JVM-垃圾回收器

---

1. 概述

类加载完成后，就是运行时数据区了。

运行时数据区包括程序计数器、虚拟机栈、本地方法接口、本地方法栈、堆、方法区、直接内存，以及独立成章的StringTable。

整体过程

        类比一下，运行时数据区就像厨师背后的刀具、调料、切好的菜等，而厨师就是执行引擎，把字节码翻译成机器指令，让CPU执行，就是炒菜的过程，做完饭菜之后，清理台面就是回收垃圾。

        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时运行。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的高效稳定运行。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。结合JVM虚拟机规范，来探讨一下经典的JVM内存布局。

详细图

阿里手册的一张图

        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，这些与线程对应的数据区域会随着线程开始和结束而创建和销毁。

灰色的为单独线程私有的，红色的为多个线程共享的。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）

从整体上来看

 所能优化的内存：

有个小问题要注意一下

关于线程间共享的说明

每个JVM只有一个Runtime实例，即为运行时环境，即运行时数据区。（下图是Java的API文档的Runtime类API）

2. 线程

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Hotspot JVM里，每个线程都与操作系统的本地线程直接映射（两者一一对应，JVM调用的就是OS的本地线程）。

• 当一个Java线程准备好执行以后（就是准备PC、虚拟机栈、本地方法栈等），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，它就会调用Java线程中的run()方法（原来是OS调用run方法，以前以为就JVM调用就行）。

Java线程中出现异常被捕获了就正常终止，如果没有捕获，OS就会看当前线程是否是最后一个守护线程（区别于普通线程），是最后一个守护线程了，那么虚拟机就会被停掉。

2.1. JVM系统线程

如果你使用 jconsole 或者是任何一个调试工具，都能看到在后台有许多线程在运行。这些后台线程不包括调用public static void main(String[])的main线程以及所有这个main线程自己创建的线程。

这些主要的后台系统线程在Hotspot JVM里主要是以下几个：

• 虚拟机线程：这种线程的操作是需要JVM达到安全点（安全点后面讲）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JVM达到安全点，这样堆才不会变化。这种线程的执行类型包括"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），他们一般用于周期性操作的调度执行。
• GC线程：这种线程对在JVM里不同种类的垃圾收集行为提供了支持。
• 编译线程：这种线程在运行时会将字节码编译成到本地代码。
• 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。

参考：2020宋红康