Java的PC寄存器简要介绍

程序计数寄存器(Program Counter Register)

Java中的JVM的内存管理的内存空间有方法区、堆、方法栈、本地方法栈和PC寄存器。
PC寄存器是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的地址。

特性有以下几点：

• 它是一块很小的可以忽略不记的内存空间，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。
• PC寄存器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。
• 若在执行native方法，则是未指定值(undefined)。

问题一：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）

多线程宏观上是并行（多个事件在同一时刻同时发生）的，但实际上是并发交替执行的。正是因为这个原因，CPU需要不停的切换各个线程，每切换一次，就得知道接着从哪开始继续执行。这就需要PC寄存器临时存储下一条指令的地址。

JVM的字节码解释器就是需要通过改变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。

所以，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。

为了保证准确性，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。

问题二：为什么被设置为私有

PC寄存器被设定为线程私有是因为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，为了保证精确性和准确地记录各个线程正在执行的当前字节码指令地址，为每一个线程都分配一个PC寄存器，各个线程之间便可以进行独立计算，不会出现相互干扰。

关于CPU时间片的简介

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，称作它为时间片。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(单核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。

以上文章部分参考自博客园_bwang和优快云码农小奎。