首页 > 系统相关 >内存与垃圾回收篇之(四)程序计数器

内存与垃圾回收篇之(四)程序计数器

时间:2024-02-29 19:49:23浏览次数:32  
标签:PC 计数器 指令 线程 内存 寄存器 CPU 垃圾

程序计数器(PC寄存器)

1. PC Register 介绍

​ JVM中的程序计数寄存器(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)会更加贴切(也称为程序钩子【类比烤鸭的钩子】),并且也不容易引起一些不必要的误会。JVM中的PC寄存器是对物理PC寄存器的一种抽象模拟。

作用:

PC寄存器用来存储指向下一条指令的地址,也就是即将要执行的指令代码。由执行引擎读取下一条指令。

●它是一块很小的内存空间,几乎可以忽略不记。也是运行速度最快的存储区域。
●在JVM规范中,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。程序计数器会存储当前线程正在执行的Java方法的JVM指令地址;或者,如果是在执行native方法【C语言方法】,则是未指定值(undefined) 。

●它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。

​ 将PC寄存器理解成数据库游标或集合的迭代器

●字节码解释器工作时就是通过改变这个计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令。
●它是唯一一个在Java虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域。

PC寄存器即不存在OOM,也不是GC垃圾回收的区域

堆和方法区存在OOM,也是GC垃圾回收的区域

虚拟机栈和本地方法栈存在OOM,但不是GC垃圾回收的区域。

2. 举例说明

3. 面试题

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

    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。

  • PC寄存器为什么会被设定为线程私有?

    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?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-来各个线程之间便可以进行独立计算,从而不会出现相互千扰的情况。
    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。

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--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。
但在微观上: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。

并行:四核四线程,与串行对立

并发:一核三线程

标签:PC,计数器,指令,线程,内存,寄存器,CPU,垃圾
From: https://www.cnblogs.com/wzzzj/p/18045261

相关文章

  • 内存与垃圾回收篇之(三)运行时数据区概述及线程
    运行时数据区概述及线程1.概述经过类加载器子系统之后,方法区中就保存了运行时类本身。​ 内存是非常重要的系统资源,是硬盘和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的高效稳定运行。......
  • 内存与垃圾回收篇之(二)类加载器子系统
    类加载器子系统1.内存结构概述如果自己手写一个Java虚拟机的话,主要考虑哪些结构呢?类加载器和执行引擎2.类的加载器及类加载过程2.1类加载器子系统的作用类加载器子系统负责从文件系统或者网络中加载Class文件,class文件在文件开头有特定的文件标识。ClassLoader只负责c......
  • 内存与垃圾回收篇之(一)JVM与Java体系结构
    JVM与Java体系结构1.前言JVM拥有当前最前沿、最成熟的垃圾回收算法JIT:即时编译器AOT:提前编译器JVM:代码托管技术拓展:前端编译器:负责把Java文件编译成Class文件,如Sun的Javac;后端运行期编译器(JIT编译器):负责把Class文件的字节码转换成机器码,如HotSpot的C1,C2编译器;静态提前......
  • 在Keil中要将数组加载到指定的内存中
    在进行屏幕驱动移植时,源码中有一段这样的代码uint16_tltdc_lcd_framebuf[800][480]__attribute__((at(LCD_FRAME_BUF_ADDR)));在该工程下编译非常顺利,也不会提示有错误,但是在我自己新建的工程中使用就会出现错误提示,编译也不通过,提示.\Objects\GD32F470.axf:Error:L6406E......
  • 内存的产生
    内存的产生1.如何产生地址32位:有32根地址线/数据线,产生数字信号分别为正电和负电​10以下为所有二进制的可能性:2^32000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000100000000000000000000000000000010...0111111111111111111......
  • 5内存和磁盘
    从具有储存程序命令和数据来看,内存和磁盘的功能相同。内存和磁盘也都归类为存储物件。从储存容量来看,内存是高速高架价,而磁盘则是低速廉价。磁盘缓存是指能把磁盘中读出的数据储存到内存空间中的方式。使用磁盘缓存可以改善磁盘数据访问速度。第二个示例是虚拟内存。只把磁盘一......
  • 内存与磁盘的关系
    第五章内存和磁盘的新密关系,在此前的程序都是通过改变计算机的布线等来变更程序的,而现在程序都由存储设备保存,通过读取进行运行操作,储存部件由内存和磁盘组成。储存在磁盘中的程序需要再读入到内存后才能运行,应为磁盘读取的速度慢,程序的运行速度会降低。磁盘中的数据在读出后可以......
  • 内存管理
    内存管理使用物理内存,不安全。交换:运行时把进程载入内存,不运行时放回磁盘。利用基址寄存器和界限寄存器计算动态地址。没法动态分配堆内存。覆盖:把程序分为很多段,先装入段0,运行完段0再装入段1,有空间就放在段0上边,否则就覆盖段0。虚拟内存:让程序只有一部分被调入内存的情况下......
  • 内存淘汰策略
    1、不进行数据淘汰的策略noeviction(Redis3.0之后,默认的内存淘汰策略):它表示当运行内存超过最大设置内存时,不淘汰任何数据,这时如果有新的数据写入,则会触发OOM,但如果没有数据写入的话,只是单纯的查询或者删除操作的话,还是可以正常工作。2、进行数据淘汰的策略针对「进行数据淘汰......
  • JAVA虚拟机系列: (一) . JDK1.6/ 1.7/ 1.8运行时内存分配简要图解
     注意:  1.本文讨论均为JDK官方版本,默认采用的HotSpot虚拟机;  2.图片为本人绘制,转载请标明出处;  3.本博均为个人理解,如有分歧,欢迎指正和讨论 从JDK1.6到1.8,运行时内存分配简图分别如下:  在JDK1.7中的HotSpot中,已经把原本放在方法区的字......