JVM学习笔记2运行时数据区(程序计数器/PC寄存器)

运行时数据区


程序计数器(PC寄存器)

概述:

JVM中的程序计数器(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中才能够运行。并非广义上所指的物理寄存器,或许将其翻译为PC计数器(或者指令计数器)会更加贴切(也成为程序钩子),并且也不容易引起一些不必要的误会
\color{#FF3030}{JVM的PC寄存器是对物理PC寄存器的一种抽象模拟。}

作用:

每个线程都有一个程序计数器,就是一个指针,用来存储指向下一条指令的地址,也即将要执行的指令代码。由执行引擎读取下一条指令。是一个非常小的内存空间,可以忽略不记


常见问题:

问:

为什么使用PC寄存器记录当前线程的执行地址?
使用PC寄存器存储字节码指令地址有什么用?

答:

因为CPU需要不停的切换各个线程,这时候切换回来之后,就得知道接着从哪里开始继续执行。
JVM的字节码解释器就需要通过PC寄存器的值来明确下一条应该执行什么样的字节码指令。


问:

PC寄存器为什么会被设定为线程私有的?

答:

我们都知道所谓的多线程在一个特定的时间段内只会执行其中某-一个线程的方法,CPU会不停地做任务切换,这样必然导致经常中断或恢复,如何保证分毫无差呢?
\color{#FF3030}{为了能够准确地记录各个线程正在执行的当前字节码指令地址,最好的办法自然是为每一个线程都分配一个PC寄存器}
这样一来各个线程之间便可以进行独立计算,从而不会出现相互干扰的情况。
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。


补充:

并行:一个时间点多个线程在执行
并发:一个时间段多个线程切换执行


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