03、JVM 实战 - JVM运行时数据区

1. 运行时数据区概述

前面的章节中已经将类的加载过程大致过程说清楚了,此时类已经加载到内存中,,后面就是运行时数据区的各个组件的工作了

由上图可以看出来, jvm将class字节码加载完成后,后面运行的大部分工作都是在运行时数据区中完成,也就是电脑内存中,也更加复杂, jvm中的垃圾回收 针对的也是这一片区域,电脑的内存区域非常宝贵,也是程序运行速度的保证

内存的重要性:

1、 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；
2、 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；
3、 我们通过磁盘或者网络IO得到的数据，都需要先加载到内存中，然后CPU从内存中获取数据进行读取，也就是说内存充当了CPU和磁盘之间的桥梁；

2. 运行时数据区的结构

完整图片(JDK8)

Java虚拟机定义了若干种程序运行期间会使用到的运行时数据区：

1、 其中有一些会随着虚拟机启动而创建，随着虚拟机退出而销毁即线程共享资源:堆内存,堆外内存(元空间或称永久代,代码缓存)；
2、 另外一些则是与线程一一对应的，这些与线程对应的数据区域会随着线程开始和结束而创建和销毁即线程独有:程序计数器,栈,本地方法栈；

关于Runtime 类的说明

java是面向对象的,万物皆为对象,jvm也不例外,当一个jvm启动时,对应着就会创建一个Runtime实例与之对应

3. jvm中的线程

1、 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；
2、 在HotspotJVM里，每个线程都与操作系统的本地线程直接映射(一一对应)；
3、 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；
4、 操作系统负责将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成功，它就会调用Java线程中的run()方法；
5、 如果一个线程抛异常，并且该线程是进程中最后一个非守护线程(用户线程)，那么进程将停止；

当我们把jvm启动成功后,除去 main方法线程 和其创建的子线程外,jvm已经为自身创建多个后台系统线程

这些主要的后台系统线程在Hotspot JVM里主要是以下几个：

1、 虚拟机线程：这种线程的操作是需要JVM达到安全点才会出现这些操作必须在不同的线程中发生的原因是他们都需要JVM达到安全点，这样堆才不会变化这种线程的执行类型括"stop-the-world"的垃圾收集，线程栈收集，线程挂起以及偏向锁撤销；
2、 周期任务线程：这种线程是时间周期事件的体现（比如中断），他们一般用于周期性操作的调度执行；
3、 GC线程：这种线程对在JVM里不同种类的垃圾收集行为提供了支持；
4、 编译线程：这种线程在运行时会将字节码编译成到本地代码；
5、 信号调度线程：这种线程接收信号并发送给JVM，在它内部通过调用适当的方法进行处理；