JVM 运行时数据区及线程概述

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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,c二号能够在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 规范,以下仅探讨经典的 JVM 内存布局。(如上图蓝色框内,详细会在后面的 blog 一一介绍)

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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。

如第一个图中灰色部分为单独线程私有,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、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)

关于线程间共享:每个 JVM 只有一个 Runtime 实例。即为运行时环境,相当于上图中土黄色部分:运行时环境。

线程

  • 线程是一个程序里的运行单元。JVM 允许一个应用由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
  • 若使用 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” 的垃圾手机,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时间的体现 (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本地代码。
    信号调度:这种线程接受信号并发送给 JVM,在它内部通过调用适当方法进行处理。

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