Java線程運行的原理詳解
棧與棧幀
JVM中由堆、棧、方法區(qū)所組成,其中棧內(nèi)存就是分配給線程使用的,每個線程啟動后,虛擬機都會為其分配一塊棧內(nèi)存。
- 每個棧由多個棧幀組成,對應著每次方法調(diào)用時所占用的內(nèi)存
- ‘每個線程只能有一個活動棧幀,對應著當前正在執(zhí)行的方法
public class Main { public static void main(String[] args) { method1(10); } private static void method1(int x) { int y = x + 1; Object m = method2(); System.out.println(m); } private static Object method2() { Object n = new Object(); return n; } }
首先進行類加載,類信息進入方法區(qū)
類加載完成后,jvm會啟動一個線程為main的主線程,并且為線程分配一塊棧內(nèi)存,同時分配給任務調(diào)度器執(zhí)行,當被分配時間片,分配給主方法一個棧幀內(nèi)存。
程序計數(shù)器存儲下一行要執(zhí)行的語句的位置,執(zhí)行到main方法的method1語句,調(diào)用method1方法,為method1方法分配棧幀
同時在method1中又調(diào)用mehtod2方法,jvm又為method2分配棧幀
方法2執(zhí)行完畢,釋放method2的棧幀內(nèi)存,并執(zhí)行method2返回地址處的代碼
隨后的執(zhí)行不在贅述,隨著一個個方法的執(zhí)行結(jié)束,依次出棧。
線程的上下文切換
因為以下一些原因?qū)е耤pu不再執(zhí)行當前的線程,轉(zhuǎn)而執(zhí)行另一個線程的代碼
- 線程的cpu時間片用完
- 垃圾回收
- 垃圾回收時會停止所有當前正在工作的線程,執(zhí)行GC線程
- 有更高優(yōu)先級的線程需要運行
- 線程自己調(diào)用了sleep,yield,wait,join,park,synchronized、lock等方法
當Context Switch 發(fā)生時,需要由操作系統(tǒng)保存當前線程的狀態(tài),并恢復另一個線程的狀態(tài),Java中對應的概念就是程序計數(shù)器,它的作用時記錄下一條jvm執(zhí)行的執(zhí)行地址,是線程私有的
- 狀態(tài)包括程序計數(shù)器、虛擬機棧中每個棧幀的信息,如局部變量、操作數(shù)棧、返回地址等
- Context Switch 頻繁發(fā)生會影響性能
總結(jié)
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