程序计数器

概念:

程序计数器是一块较小的内存空间,它的作用可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器。在虚拟机的概念模型里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,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

特点

  1. 线程私有
  2. 生命周期跟随线程,线程启动而产生,线程结束而消亡
  3. 当执行java方法时,程序计数器中记录的是虚拟机字节码指令地址;当执行native方法时,记录为空(undefine)
  4. 是java虚拟机规范中唯一不会有OutOfMemeryError的区域

示例

public class ShareCal {

    public int calc(){
        int a = 100;
        int b = 200;
        int c = 300;
        return ( a + b ) * c;
    }
}

编译成class文件后再用 javap 反汇编工具看下class 文件中数据格式

JAVA计数器统计请求次数 java程序计数器_基础功能


红框里的就是字节码偏移地址,偏移地址对应的bipush等指令就是jvm里的入栈指令。当执行到calc方法时,在当前的线程中会创建相应的程序计数器,在计数器中为相应的存放地址(红框中的02367…)

JAVA计数器统计请求次数 java程序计数器_程序计数器_02


这也说明,在程序运行时,程序计数器中改变的只是值,并不会随着程序的运行而占用更多内存,所以也就不会发生内存溢出。

举例理解程序计数器

JAVA计数器统计请求次数 java程序计数器_JVM_03

线程恢复等基础功能都需要依赖这个程序计数器来完成,首先我们得知道:

  • Java 虚拟机的多线程是通过切换线程并分配处理器执行时间的方式来实现的,在任何一个确定的时间,一个处理器(对于多核处理器来说是一个内核)都只会执行一条线程中的指令
  • 线程是CPU 最小的调度单元

如有如上图过程,当A 线程先向处理器发出指令,但当执行到中途一半时,B线程过来执行,且优先级高,此时处理器将A 挂起,B 执行,当B 执行结束需要唤醒A 同时得知道A 的执行位置,就可以查看线程A 中的计数器指令