JVM-02-运行时数据区概述及线程

运行时数据区概述及线程

翻译自–>尚硅谷_宋红康讲解的JVM课程

这里讲的是HotSpot虚拟机！

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运行时数据区

阿里手册中的运行时数据区图

运行时数据区简图

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，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。另外一些则是与线程一一对应的，这些线程对应的数据区会随着线程开始和结束而创建和销毁。

灰色的为单独线程私有的，红色的为多个线程共享的：

• 每个线程：独立包括程序计数器、栈、本地栈。
• 线程间共享：堆、堆外内存（永久代或元空间、代码缓存）。

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关于线程间共享的说明

每个JVM只有一个Runtime实例。即为运行时环境，相当于内存结构中间的哪个框：运行时环境。

Runtime类常用的方法：

• getRuntime()：该方法用于返回当前应用程序的运行环境对象。
• exec(String command)：该方法用于根据指定的路径执行对应的可执行文件。

public class RuntimeDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
        // 获取应用程序的运行环境对象
        Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
        // 打开指定的程序（笔记本）
        Process process = runtime.exec("C:\\Windows\\notepad.exe");
        // 线程停止3秒
        Thread.sleep(3000);
        // 终止程序（笔记本）
        process.destroy();
    }
}

• freeMemory()：该方法用于返回Java虚拟机中的空闲内存量，以字节为单位。

• maxMemory()：该方法用于返回Java虚拟机试图使用的最大内存量。

• totalMemory()：该方法用于返回Java虚拟机中的内存总量。

public static void main(String[] args) {
        Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
        System.out.println("Java虚拟机中的空闲内存量:" + runtime.freeMemory());
        System.out.println("Java 虚拟机试图使用的最大内存量:" + runtime.maxMemory());
        System.out.println("返回 Java 虚拟机中的内存总量:" + runtime.totalMemory());
    }

Java虚拟机中的空闲内存量:14814608
Java 虚拟机试图使用的最大内存量:259522560
返回 Java 虚拟机中的内存总量:16252928

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线程

• 线程是一个程序的运行单元。JVM允许一个应用有多个线程并行的执行。

• 在Hotspot JVM中，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。
• 操作系统负责所有线程的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。

注意点：

• run()方法正常结束（无异常结束、异常后被捕获处理），此时Java线程和本地线程都会被回收，资源得到释放。
• run()方法非正常结束（未捕获的异常），会导致Java线程的终止，此时本地线程会做一个事，它来决定JVM需不需要终止，取决于当前线程是否是最后一个非守护线程，是的话JVM就会被停掉。

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JVM系统线程

后台线程不包括调用main线程及所有这个main线程自己创建的线程。

这些主要的后台系统线程在Hotspot JVM里主要是以下几个：

• 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到达安全点，这样堆才不会变化。这种线程的执行类型包括“stop-the-world”的垃圾收集，线程栈收集，线程挂起以及偏向锁撤销。
• 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。
• 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。
• 编译线程： 这种线程在运行时会将字节码编译成本地代码。
• 信号调度线程： 这种线程接收信号并发送给JVM，在它内部通过适当的方法进行处理。