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java JVM内存结构之PC寄存器

JVM 内存模型图

一 ,PC寄存器介绍(PC Register)

​ JVM中的PC程序计数寄存器(Program Counter Register)中,Register 的命名源于cpu中的寄存器,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,这里,并非是广义上所指的物理寄存器,或许将其翻译为pc计数器(或指令计数器)会更为贴切,JVM中的PC寄存器是物理寄存器的抽象.

作用:

​ pc寄存器是用来存储指向下一条要执行指令的地址,即下一条要执行的代码,由执行引擎来读取下一条 指令

特点:

  1. 运行空间很小,小到可以忽略不计,且运行速度是最快的
  2. 每个线程有一个私有的程序计数器,线程之间互不影响
  3. 运行时数据区中唯一不会出现OOM(OutOfMemoryError)的区域,没有垃圾回收(gc)。
  4. 它是流程控制的指示器,分支 .流程控制,异常处理,线程 恢复等基础功能都依赖于pc寄存器来完成
  5. 如果正在执行的本地方法(native 方法),这个计数器值则应为未定义。(undefined)

二,举例说明

下面简单代码做说明

框1 为执行指令的数字编号 ,框2 为 执行的局面指令

框3 为指令数字编号 与实际代码中行号的对应关系

三,面试题

1.使用PC寄存器存储字节码指令地址有什么用?

​ 因为线程是一个个的顺序执行流,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,记录下一条字节码执行的指令,实现分支循环跳转、异常处理、线程恢复等功能。

2.PC寄存器为什么被设定为私有的?

​ CPU为每个线程分配时间片,多线程在一个特定的时间段内只会执行某一个线程的方法,CPU会不停地进行任务切换,线程需要中断、恢复,CPU,多线程,分配时间片,只执行一个线程,CPU任务切换,线程中断恢复,各个线程、PC寄存器记录、当前字节码指令地址,各个线程之间可进行独立计算,防止相互干扰。为了能够准确的记录各个线程当前正在执行的字节码指令,最好的办法自然就是为每一个线程都分配一个 pc寄存器,防止相互干扰。为了能够准确的记录各个线程当前正在执行的字节码指令,最好的办法自然就是为每一个线程都分配一个 pc寄存器