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深入JVM内核之 ———— JVM运行机制

注:其中指令计数器以及其他隐含寄存器就相当于 PC寄存器

每个线程拥有一个PC寄存器,在线程创建的时候创建,pc寄存器总是指向下一条指令的地址,这样程序就知道下一步该干什么。在执行本地方法的时候,PC的值就是 undefined
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方法区

保存装载的类信息

  • 类型的常量池

  • 字段,方法信息

  • 方法字节码 通常和永久区(Perm)关联在一起

    注:JDK6时,String等常量信息置于方法区,JDK7的时候,已经移动到了堆
     方法区中保存的类信息有可能会改变,比如热加载。但是与应用层面的信息相比来说是稳定的,所以方法区可以成为永久区,永久区并不代表就永久不变。
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Java堆

  • 和程序开发关系密切
  • 应用系统中对象都保存在Java堆中
  • 所有线程共享Java堆
  • 对分代GC来说,堆也是分代的
  • GC的主要工作区间
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Java栈

  • 线程私有
  • 栈由一系列帧组成(因此Java栈也叫做帧栈)
  • 帧保存一个方法的局部变量、操作数栈、常量池指针

Java栈 – 局部变量 包含参数和局部变量

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Java栈 – 操作数栈

Java中没有寄存器,所有参数传递使用操作数栈
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Java栈 – 栈上分配

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注 Java栈-栈上分配
 
 小对象(一般几十个bytes),在没有逃逸的情况下,可以直接分配在栈上,逃逸情况是另一个线程中也是用到该对象
 
 直接分配在栈上,可以自动回收,减轻GC的压力
 
 大对象或者逃逸的对象无法栈上分配
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Java栈 -栈、堆、方法区交互

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内存模型

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可见性:一个线程修改了变量,其他线程可以立即知道

保证可见性的方法

  • volatile
  • synchronized (unlock之前,写变量值回主存)
  • final(一旦初始化完成,其他线程就可见)

有序性

  • 在本线程内,操作都是有序的
  • 在线程外观察,操作都是无序的。(指令重排 或 主内存同步延时)

指令重排

  • 线程内串行语义

    • 写后读 a = 1;b = a; 写一个变量之后,再读这个位置。
    • 写后写 a = 1;a = 2; 写一个变量之后,再写这个变量。
    • 读后写 a = b;b = 1; 读一个变量之后,再写这个变量。
    • 以上语句不可重排
    • 编译器不考虑多线程间的语义
    • 可重排: a=1;b=2;
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指令重排的基本原则

  • 程序顺序原则:一个线程内保证语义的串行性
  • volatile规则:volatile变量的写,先发生于读
  • 锁规则:解锁(unlock)必然发生在随后的加锁(lock)前
  • 传递性:A先于B,B先于C 那么A必然先于C
  • 线程的start方法先于它的每一个动作
  • 线程的所有操作先于线程的终结(Thread.join())
  • 线程的中断(interrupt())先于被中断线程的代码
  • 对象的构造函数执行结束先于finalize()方法
原文  https://juejin.im/post/5d4d34f4f265da03c02bf03d
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