Java線程運(yùn)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(gè)線程啟動(dòng)后,虛擬機(jī)都會(huì)為其分配一塊棧內(nèi)存。
- 每個(gè)棧由多個(gè)棧幀組成,對(duì)應(yīng)著每次方法調(diào)用時(shí)所占用的內(nèi)存
- ‘每個(gè)線程只能有一個(gè)活動(dòng)棧幀,對(duì)應(yīng)著當(dāng)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(jìn)行類(lèi)加載,類(lèi)信息進(jìn)入方法區(qū)
類(lèi)加載完成后,jvm會(huì)啟動(dòng)一個(gè)線程為main的主線程,并且為線程分配一塊棧內(nèi)存,同時(shí)分配給任務(wù)調(diào)度器執(zhí)行,當(dāng)被分配時(shí)間片,分配給主方法一個(gè)棧幀內(nèi)存。
程序計(jì)數(shù)器存儲(chǔ)下一行要執(zhí)行的語(yǔ)句的位置,執(zhí)行到main方法的method1語(yǔ)句,調(diào)用method1方法,為method1方法分配棧幀
同時(shí)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(gè)個(gè)方法的執(zhí)行結(jié)束,依次出棧。
線程的上下文切換
因?yàn)橐韵乱恍┰驅(qū)е耤pu不再執(zhí)行當(dāng)前的線程,轉(zhuǎn)而執(zhí)行另一個(gè)線程的代碼
- 線程的cpu時(shí)間片用完
- 垃圾回收
- 垃圾回收時(shí)會(huì)停止所有當(dāng)前正在工作的線程,執(zhí)行GC線程
- 有更高優(yōu)先級(jí)的線程需要運(yùn)行
- 線程自己調(diào)用了sleep,yield,wait,join,park,synchronized、lock等方法
當(dāng)Context Switch 發(fā)生時(shí),需要由操作系統(tǒng)保存當(dāng)前線程的狀態(tài),并恢復(fù)另一個(gè)線程的狀態(tài),Java中對(duì)應(yīng)的概念就是程序計(jì)數(shù)器,它的作用時(shí)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(jì)數(shù)器、虛擬機(jī)棧中每個(gè)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(huì)影響性能
總結(jié)
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