JVM篇：运行时数据区概述及线程

谁践踏了优雅 2024-03-17 15:25 66阅读 0赞

### 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

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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

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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

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*  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。
 *  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

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### 线程 ###

#### 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：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：

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

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#### Runtime类 ####

**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。

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#### JVM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
    
     *  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，它就会调用 Java 线程中的 `run()` 方法。

#### JVM系统线程 ####

如果你使用 console 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

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