目录
一、概述
1.1、数据区
1.2、JAVA线程数据区
二、线程
2.1、JVM线程概述
2.2、JVM系统线程
三、PC寄存器
3.1、寄存器概述
3.2、作用
3.3、常见问题
一、概述
1.1、数据区
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。
1.2、JAVA线程数据区
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。每个JVM只有一个Runtime实例。即为运行时环境，
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、虚拟机栈、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）
二、线程
2.1、JVM线程概述
- 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。
2.2、JVM系统线程
- 虚拟机线程：需要JVM达到安全点才会出现。该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：时间周期事件的体现（比如中断），一般用于周期性操作的调度执行。
- GC线程：对在JVM里不同种类的垃圾收集行为提供支持。
- 编译线程：在运行时会将字节码编译成到本地代码。
- 信号调度线程：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。
三、PC寄存器
3.1、寄存器概述
JVM中的程序计数寄存器（Program Counter Register）中，Register的命名源于CPU的寄存器，寄存器存储指令相关的现场信息。
- CPU只有把数据装载到寄存器才能够运行
- JVM中的PC寄存器是对物理PC寄存器的一种抽象模拟
3.2、作用
PC寄存器用于存储指向下一条指令的地址，即将要执行的指令代码。由执行引擎读取下一条指令。
- PC寄存器是一块很小的内存空间，几乎可以忽略不记。也是运行速度最快的存储区域
- 每个线程都有自己的程序计数器，是线程私有的，生命周期与线程的生命周期保持一致。
- 任何时间一个线程都只有一个方法在执行，也就是所谓的当前方法。
- 程序计数器会存储当前线程正在执行的Java方法的JVM指令地址；
- 是程序控制流的指示器，分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能都需要依赖计数器完成。
- 字节码解释器工作时就是通过改变计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令。
- 是唯一一个在Java虚拟机规范中没有规定任何OutofMemoryError情况的区域。
3.3、常见问题
1.使用PC寄存器存储字节码指令地址作用？为什么使用PC寄存器记录当前线程的执行地址呢？
- 因为CPU需要不停的切换各个线程，切换回来以后，需要知道接着从哪开始继续执行。
- JVM的字节码解释器需要通过改变PC寄存器的值，明确下一条应该执行的字节码指令。
2.PC寄存器为什么被设定为私有的？
- 由于CPU时间片轮限制，众多线程在并发执行过程中，任何一个确定的时刻，一个处理器或者多核处理器中的一个内核，只会执行某个线程中的一条指令。
- 这样必然导致经常中断或恢复，如何保证分毫无差呢？每个线程在创建后，都会产生自己的程序计数器和栈帧，程序计数器在各个线程之间互不影响。
3.CPU时间片
- CPU时间片即CPU分配给各个程序的时间，每个线程被分配一个时间段，称作它的时间片。
- 在宏观上：俄们可以同时打开多个应用程序，每个程序并行不悖，同时运行。
- 但在微观上：由于只有一个CPU，一次只能处理程序要求的一部分，如何处理公平，一种方法就是引入时间片，每个程序轮流执行。
