三 Runtime Data Area前半（VMS,NMS,NMI,PCcount)）

1.概述

image.png

类加载器加载到运行时数据区.png

image.png

线程私有区域和共享区域.png

runtime.png

2.线程

线程的工作空间创建和回收.png

一般后台存在的线程.png

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3.程序计数器

• 介绍

  
  
  image.png
  
  
  内存.png
  
  
  每个线程都有各自私有的pc，存储当前方法jvm指令地址.png
  
  
  image.png

• 例子

  
  
  image.png

• 两道面试题

  
  
  image.png
  
  
  image.png
  
  
  单核.png
  
  
  image.png

五 虚拟机栈（java virtual machine stacks）

5.1 概述

• 指令基于栈而不是寄存器，从而实现跨平台，但性能相对下降

• 栈：运行时得单位，程序如何执行，
  堆：存储得单位，数据如何存储

  
  
  VMS和线程.png
  
  

  局部变量只能放：8种基本数据类型和引用地址

  
  
  优点.png
  
  存在OOM但不存在GC

栈中可能出现得异常.png

5.2 栈得存储单位

• 栈中数据以栈帧得格式存在，每个该线程正在执行得方法各自对应一个栈帧一一对应，是一个内存块，一个数据集，维护方法执行过程
  中各种数据信息。
  
  原理.png
  
  
  示例.png
  
  
  不同得线程只是共享堆空间，各自得VMS信息不能共享.png

• 栈帧得内部结构

  
  
  内部得具体结构.png
  
  
  线程中的栈帧.png
  
  

  下面详细展开这五部分得内容：

5.3 局部变量表

• 是一个数字数组

  
  
  image.png
  
  
  线程私有，不存在数据安全问题，随着方法栈帧的销毁，局部变量表也销毁.png

• Slot:局部变量表的最基本存储单元

  
  
  32位数据类型占一个，64位占两个.png
  
  
  例子.png

this放在每个局部变量表的PCindex 0 位置.png

过了作用域的局部变量所在的Slot会复用.png

本例子中c占用了b的index2位置slot.png

• 局部变量和成员变量：

  
  
  成员变量和局部变量的区别.png

变量的分类：按照数据类型分：① 基本数据类型  ② 引用数据类型

按照在类中声明的位置分：
① 成员变量：在使用前，都经历过默认初始化赋值

 类变量： linking的prepare阶段：给类变量默认赋值  ---> initial阶段：类变量显式赋值即静态代码块
赋值,实例变量：随着对象的创建，会在堆空间中分配实例变量空间，并进行默认赋值                                
 ② 局部变量：在使用前，必须要进行显式赋值的！否则，编译不通
过

5.4 操作数栈

字节码指令只能操作操作数栈，push，pop保存中间结果，而不是采用索引来访问。

image.png

image.png

5.5 代码追踪

例子.png

可以看到底层的操作数栈堆i、h、m读入时候用的是bytepush和shortpush.png

i++ ++i的区别：

5.6 栈顶缓存技术

都是push和pop对内存中的操作数慢，所以放到cpu寄存器中

栈顶元素缓存在物理cpu寄存器，提高执行效率.png

5.7 动态链接（也可以理解为指向运行时常量区的方法引用）

image.png

image.png

5.8 方法得调用：解析与分派

两种链接方式，是否在编译器可以确定被调用的目标.png

分别对应两种绑定.png

public class AnimalTest {
    public void showAnimal(Animal animal){
        animal.eat();//表现为：晚期绑定
    }
    public void showHunt(Huntable h){
        //Huntable是一个接口
        h.hunt();//表现为：晚期绑定
    }
}

方法对应一个晚期绑定.png

image.png

多态必然衍生出两种绑定

• 虚方法和非虚方法

  
  
  静态编译和早期绑定.png
  
  

  子类对象的多态的使用前提是：
  1）类的继承关系
  2）方法的重写
  上面提的前3个其实都不能重写，后面的this super都是确定的

  
  
  几个指令.png

 public void show() {
        //invokestatic 子类静态方法
        showStatic("atguigu.com");
        //invokestatic 父类静态方法
        super.showStatic("good!");
        //invokespecial 子类私有方法
        showPrivate("hello!");
        //invokespecial 父类public方法
        super.showCommon();

        //invokevirtual
        showFinal();//因为此方法声明有final，不能被子类重写，所以也认为此方法是非虚方法。
        //虚方法如下：
        //invokevirtual
        showCommon();
        info();

        MethodInterface in = null;
        //invokeinterface
        in.methodA();
    }

这里虽然final是显式是虚方法，但我们不认为他是虚方法，
showCommom方法有没有加super是不同的，加上是非虚，没加是虚

• invokeDynamic：引入了动态

  
  
  lamada表达式.png
  
  
  image.png

• 方法重写的本质和虚方法表的使用
  方法重写的本质：
  1）找到操作数栈顶的第一个元素所执行的对象的实际类型，记作c（this对象）；
  2）如果在类型c中找到和常量中描述复合简单名称都相符的方法，则进行访问权限校验，如果通过则返回这个方法的直接应用，查找过程结束。否则返回IllegalAccessError异常
  3）否则，按照继承关系从下往上依次对c的各个父类进行第二部搜索和验证过程
  4）如果始终没有找到合适的方法，抛出AbstractMethodError异常。

• IllegalAccessError
  程序试图访问过修改一个属性或调用一个方法，这个属性或方法，你没有权限访问，一般会引起编译器错误。

5.9方法得返回地址

5.10一些附加信息

5.11 相关面试题

6 本地方法接口

跳出RDA，进入本地方法接口；

• 本地方法：

  
  
  主要为了融合不同变成语言为java所用.png

比如Object类就标识为native，由C或C++实现
public class Object {

    private static native void registerNatives();
    static {
        registerNatives();
    }

比如Thread中的
private native void start0();//同样native方法

注意native唯独不可以和abstract连用

• 为什么要用本地方法？
  主要分三个方面举例：

  
  
  与外部方法.png
  
  
  与os.png
• 现状：
  该方法使用的越来越少了。

7 本地方法栈NMS

• 类比VMS，NMS管理本地方法的调用
  
  image.png
  
  同样线程私有
  
  和本地方法接口，本地方法库相关.png
  
  
  image.png