【JVM】4、程序计数器(PC寄存器)

01/18 08:59
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PC Register介绍

这节讲的就是运行时数据区的PC寄存器部分
在这里插入图片描述

PC Register

  • Program Counter Register,程序计数寄存器/PC寄存器
  • JVM的PC寄存器是对物理PC寄存器的一种抽象模拟。
  • JVM的PC寄存器是程序钩子
    程序钩子可以理解为是钩线程中一行一行的代码,可以理解为行号指示器,即执行上一行代码下一行该执行谁了由PC寄存器做一个记录。
  • 它是一块很小的内存空间,几乎可以忽略不记。也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,生命周期与线程的生命周期保持一致。
    也就是记录这个线程执行到哪里了,当然是各个线程有各自的。
  • 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;或者,如果是在执行native方法(本地方法栈处的方法),则是未指定值(undefned)。
  • 它是程序控制流的指示器,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。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。
  • PC寄存器既没有GC,也没有OOM
    它是唯一一个在Java虚拟机规范中没有规定任何OutofMemoryError情况的区域

在这里插入图片描述
左边的数字代表指令地址(指令偏移),即 PC 寄存器中可能存储的值,然后执行引擎读取 PC 寄存器中的值,并执行该指令

PC寄存器作用

==PC寄存器用来存储指向下一条指令的地址,也即将要执行的指令代码。==由执行引擎将指令解释为机器码交由cpu进行处理。
也就是执行引擎每次都去PC寄存器取下一条要执行的指令,拿到后就去执行。
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PC寄存器面试问题

  1. 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 寄存器来记录当前线程的执行地址呢?
    因为CPU需要不停的切换各个线程,这时候切换回来以后,就得知道接着从哪开始继续执行。
    JVM的字节码解释器就需要通过改变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
    在这里插入图片描述


  2. PC寄存器为什么被设定为线程私有的?

  • 我们都知道所谓的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。
    由于CPU时间片轮限制,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。
  • 为了能够准确地记录各个线程正在执行的当前字节码指令地址,最好的办法自然是为每一个线程都分配一个PC寄存器,这样一来各个线程之间便可以进行独立计算,从而不会出现相互干扰的情况。

通俗来讲就是CPU切回来的时候要知道在当前线程要执行哪条指令了,如果所有线程共享一个,那就没办法知道每个线程都执行到哪里了。

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