第 3 章一运行时数据区概述及线程

- 日理万妓 2022-12-28 07:40 86阅读 0赞

# 第 3 章 运行时数据区概述及线程 #

## 1、前言 ##

*  本文主要讲的是`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** (`执行引擎使用到运行时数据区的内容`)

![image-20200705112036630][]

## 2、运行时数据区结构 `(重点)` ##

### 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。**

*  下图`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）`**

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzM3OTg5OTgw_size_16_color_FFFFFF_t_70]

> **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(资源调度的最小单位)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/20221120/76707f6eafc44ac7a6eb64a60e95d5a2.png
[image-20200705111843003]: /images/20221120/cf03f585a4e843d587fc0a8b1fb51f6f.png
[image-20200705112036630]: /images/20221120/66ec2109c3e44096a26ef5a4a2424fc5.png
[image-20200705112416101]: /images/20221120/500acf91cd604d6183d754270025aca3.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzM3OTg5OTgw_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221120/fcfeb7e6b9d14b37a12606293735f812.png
[image-20200727210206257]: /images/20221120/61945fa2ba23461a95a2f2abb653a653.png