六、运行时内存篇——程序计数器

JVM整体结构

 

 

 

 

1、作用

程序计数器( PC寄存器 )是用来存储指向下一条指令的地址，就是将要执行的指令代码，然后由执行引擎读取下一条指令。

2、特征

• 程序计数器是一块很小的内存空间，几乎可以忽略不计，也是运行速度最快的存储区域
• 每个线程都有它自己的程序计数器，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，而程序计数器会存储当前线程正在执行方法的JVM指令地址
• 程序计数器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这个计数器来完成
• 它是唯一一个在JVM中既没有GC垃圾回收机制也没有OOM内存溢出情况的区域

3、问题

（1）PC寄存器存储字节码指令地址有什么用？

因为CPU需要不停的切换各个线程，这时候切换回来以后，就得知道接着从哪开始继续执行。JVM的字节码解释器就需要通过改变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

（2）PC寄存器为什么会设定为线程私有?

所谓的多线程就是在一个特定的时间段内只会执行其中某一个线程的方法，而CPU则会不停的做任务切换，这样必然会导致经常中断或恢复，所以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。

（3）什么是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：我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。

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