运行时数据区概述及线程


前言

JVM结构

运行时数据区

内存

  • 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
  • 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

运行时数据区结构

  • 方法区在 JVM 规范中是一个逻辑概念,由虚拟机自己进行具体实现,jdk7 和以前的版本使用的是堆上的永久代实现的方法区,而在jdk8 及以后使用的是元数据区实现方法区

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,随着虚拟机的退出而销毁。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。

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  • 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)
  • 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。

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

  • 如果一个线程抛异常,并且该线程是进程中最后一个守护线程,那么进程将停止

JVM系统线程

  • 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 线程以及所有由这个 main 方法自己创建的线程
  • 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(重点)
    • 编译线程:这种线程在运行时会将字节码编译成本地代码
    • 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

文章作者: Yang Shiyu
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