JVM运行时数据区 |运行时数据区的几个概念

痛定思痛。 2023-03-02 05:23 148阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  一、运行时数据区概述
 *  二、线程
 *  三、CPU时间片
 *  四、静态变量和局部变量的对比

--------------------

# 一、运行时数据区概述 #

JVM的运行时数据区使用的是内存，内存是硬件和CPU的中间仓库及桥梁，承载着操作系统和应用程序的实时运行。JVM内存布局规定了Java在运行过程中内存申请、分配、管理的策略，保证了JVM的高效运行。`不同的JVM对于内存的划分方式和管理机制存在着部分差异`。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzY5MTA1OA_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
Java虚拟机中定义的运行时数据区有两种：一种是依赖进程的，如堆和方法区(堆外内存)，它们虚拟机的启动而创建，随着虚拟机的退出而销毁；另一种是依赖线程的，如栈、本地方法栈、程序计数器，它们随着对应线程的开始和结束而创建和销毁。

一个运行的程序(1个进程)其中可以有n个线程，这就意味着有n组程序计数器、本地方法栈、虚拟机栈。而这n组线程共用方法区和堆空间。实际上，在JVM优化过程中95%的优化都在堆空间中进行。剩下的5%在方法区中进行，JDK8对方法区的实现是元空间，使用了本地内存，出现内存溢出的问题很低。

一个JVM只有一个Runtime实例(Class Runtime)，可以理解为就是运行时数据区。

# 二、线程 #

*  线程是一个程序里的运行单元，JVM允许一个应用有多个线程并行的执行。
 *  在Hotspot JVM里，每个线程都与操作系统的本地线程直接映射。  
    当一个Java线程准备好执行以后，此时一个操作系统的本地线程也同时创建。Java线程执行终止后，本地线程也会回收。
 *  操作系统负责将所有线程安排调度到任何一个可用的CPU上，一旦本地线程初始化完成，它就会调用Java线程的run()方法。

使用jconsole或者其他调试工具，都能看到在后台有许多线程在运行 。这些后台后台线程不包括调用public static void main(String\[\]) 的main线程以及所有这个main线程自己创建的线程。 这些主要的后台系统线程在Hotspot JVM里主要是虚拟机线程、周期任务线程、GC线程、编译线程、信号调度线程。

# 三、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。  
宏观上：可以同时打开多个应用程序，每个程序并行不悖，同时运行。  
微观上：由于只有一个CPU，一次只能处理程序要求的一部分。引入时间片，每个程序轮流执行是保持公平的一种方法。

*  并行：强调某一时刻。gc中的并行指的是垃圾回收线程有多条；gc中的串行指的是用户线程和垃圾回收线程不能同时执行，即垃圾回收线程只有一条。
 *  并发：强调某一时间段内。用户线程和垃圾回收线程可以同时执行。

引用知乎上的一个例子：

> 你吃饭吃到一半，电话来了，你一直到吃完了以后才去接，这就说明你`不支持并发也不支持并行`。  
> 你吃饭吃到一半，电话来了，你停了下来接了电话，接完后继续吃饭，这说明你`支持并发`。  
> 你吃饭吃到一半，电话来了，你一边打电话一边吃饭，这说明你`支持并行`。  
> 并发的关键是你有处理多个任务的能力，不一定要同时。  
> 并行的关键是你有同时处理多个任务的能力。  
> 即并发不一定要同时，并行要同时。

# 四、静态变量和局部变量的对比 #

**变量按照`数据类型`分：**

*  **基本数据类型**
 *  **引用数据类型**

**变量按照`在类中声明的位置`分：**

*  **成员变量** ：使用前都会默认初始化赋值  
    **①静态/类变量**：linking的prepare阶段，为类变量默认赋值；initial阶段，为类变量显示赋值。  
    **②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。
 *  **局部变量** ：使用前必须显示赋值，否则编译不通过。

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzY5MTA1OA_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20230208/674731ce29244e3eacd2e28cefe5a39c.png