第 3 章运行时数据区概述及线程

超、凢脫俗 2022-11-25 00:54 95阅读 0赞

# 第 3 章 运行时数据区概述及线程 #

## 1、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

![image-20200705111640511][]

当我们通过前面的：类的加载 --> 验证 --> 准备 --> 解析 --> 初始化，这几个阶段完成后，就会用到执行引擎对我们的类进行使用，同时执行引擎将会使用到我们运行时数据区

![image-20200705111843003][]

也就是大厨做饭，我们把大厨后面的东西（切好的菜，刀，调料），比作是运行时数据区。而厨师可以类比于执行引擎，将通过准备的东西进行制作成精美的菜品

![image-20200705112036630][]

## 2、运行时数据区结构 ##

### 2.1、运行时数据区与内存 ###

> **内存**

1.  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。
2.  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。
3.  我们通过磁盘或者网络IO得到的数据，都需要先加载到内存中，然后CPU从内存中获取数据进行读取，也就是说内存充当了CPU和磁盘之间的桥梁

> **运行时数据区的完整图**

![image-20200705112416101][]

### 2.2、线程的内存空间 ###

> **线程的内存空间**

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：

1.  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。
2.  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：

1.  **线程独有：独立包括程序计数器、栈、本地方法栈**
2.  **线程间共享：堆、堆外内存（永久代或元空间、代码缓存）**

![image-20200705112601211][]

> **关于 Runtime 类的说明**

**每个JVM只有一个Runtime实例**。即为运行时环境，相当于内存结构的中间的那个框框：运行时环境。

![image-20200727210206257][]

## 3、线程 ##

### 3.1、JVM 线程 ###

> JVM 线程

1.  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
2.  **在Hotspot JVM里，每个线程都与操作系统的本地线程直接映射**
3.  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
4.  操作系统负责将线程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
5.  如果一个线程抛异常，并且该线程是进程中最后一个非守护线程，那么进程将停止

### 3.2、JVM 系统线程 ###

> JVM系统线程

1.  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。
2.  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：

1.  **虚拟机线程**：这种线程的操作是需要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JVM达到安全点，这样堆才不会变化。这种线程的执行类型括"stop-the-world"的垃圾收集，线程栈收集，线程挂起以及偏向锁撤销
2.  **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
3.  **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
4.  **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
5.  **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

[image-20200705111640511]: /images/20221124/88dbe78d752d4e3db674b7521faea5e4.png
[image-20200705111843003]: /images/20221124/06c9263df6c14b6da4394232316bb79d.png
[image-20200705112036630]: /images/20221124/40dc2662e6cd486bb4b68d328767ac7c.png
[image-20200705112416101]: /images/20221124/2536d13a95534459bcee809d1439d224.png
[image-20200705112601211]: /images/20221124/8be6d78d16ea4827a88e310491c1daf2.png
[image-20200727210206257]: /images/20221124/dc4aedc36e604be986005e38b4708e6e.png