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4 運(yùn)行原理

4.1 棧與棧幀

Java Virtual Machine Stacks （Java 虛擬機(jī)棧）
我們都知道 JVM 中由堆、棧、方法區(qū)所組成坤邪，其中棧內(nèi)存是給誰用的呢？其實(shí)就是線程，每個(gè)線程啟動(dòng)后萨醒，虛擬機(jī)就會(huì)為其分配一塊棧內(nèi)存。

1. 每個(gè)棧由多個(gè)棧幀（Frame）組成苇倡，對(duì)應(yīng)著每次方法調(diào)用時(shí)所占用的內(nèi)存
2. 每個(gè)線程只能有一個(gè)活動(dòng)棧幀富纸，對(duì)應(yīng)著當(dāng)前正在執(zhí)行的那個(gè)方法

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比如說囤踩，這里就有多個(gè)方法調(diào)用時(shí)的棧幀，每一個(gè)棧幀的右邊都有其自己對(duì)應(yīng)的變量和屬性晓褪。如果一個(gè)方法執(zhí)行完了堵漱，那么這個(gè)棧幀的內(nèi)存就會(huì)被回收，這個(gè)是不需要我們自己手動(dòng)操作的涣仿。

PS：我們調(diào)試的時(shí)候有一個(gè)小技巧勤庐，就是drop to frame，對(duì)應(yīng)圖片中的圖標(biāo)好港，他的意思是埃元，當(dāng)你點(diǎn)擊這個(gè)圖標(biāo)，他會(huì)放棄當(dāng)前棧幀媚狰，并且返回上一個(gè)調(diào)用方法岛杀。

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4.2 圖解運(yùn)行棧幀

java代碼

public class FrameTest {
    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;
    }
}   

1. 首先一開始程序會(huì)程序棧、方法區(qū)和堆崭孤，方法區(qū)存儲(chǔ)的就是方法的內(nèi)容类嗤，main程序運(yùn)行的時(shí)候會(huì)有String數(shù)組，然后傳到main的局部變量表里面

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2. main方法執(zhí)行第一行method1(10)代碼辨宠，這個(gè)代碼指令會(huì)放到程序計(jì)數(shù)器里面（程序計(jì)數(shù)器記錄的就是當(dāng)前線程需要執(zhí)行的指令遗锣，如果CPU要執(zhí)行這個(gè)線程，其實(shí)就是從程序計(jì)數(shù)器里面拿執(zhí)行的指令）

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3. 當(dāng)執(zhí)行到了method1就會(huì)在程序棧里面開辟一個(gè)新的程序棧幀

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4. 當(dāng)執(zhí)行到Object m = method2()嗤形，這時(shí)又會(huì)開一個(gè)新的程序棧幀

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5. 當(dāng)執(zhí)行完了Object n =new Object()精偿，method2返回時(shí)，method2的棧幀會(huì)被釋放了赋兵，同時(shí)method2棧幀里面的返回地址回到上一個(gè)方法笔咽，同時(shí)把m指向開辟的Object的堆內(nèi)存。

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6. 當(dāng)執(zhí)行完method1和main方法也是類似霹期。

4.3 多線程棧和棧幀

package com.bruce.test;

public class FrameTest {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread("t1") {
            @Override
            public void run() {
                method2();
            }
        };
        t1.start();
        method1(30);
    }

    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;
    }
}

我們直接看這個(gè)的運(yùn)行情況叶组，就可以看到有兩個(gè)線程是已經(jīng)停止了

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可見，棧幀是以線程為單位历造，兩者相互獨(dú)立甩十，里面的變量是相互獨(dú)立的。

4.4 上下文切換

因?yàn)橐韵乱恍┰驅(qū)е翪PU不在執(zhí)行當(dāng)前的線程吭产，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
• 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)侣监，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)臣淤，Java中對(duì)應(yīng)的概念就是程序計(jì)數(shù)器(Program counter Register)橄霉，它的作用就是記住下一條jvm指令的執(zhí)行地址，是線程私有的

• 狀態(tài)包括程序計(jì)數(shù)器荒典、虛擬機(jī)棧中的每個(gè)棧幀的信息酪劫，如局部變量吞鸭、操作數(shù)棧、返回地址等
• Context Switch頻繁發(fā)生會(huì)影響性能

4.4.1 圖解上下文切換

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1. 比如說由main線程切換到t1線程的時(shí)候覆糟，main線程里面的狀態(tài)信息都會(huì)保存起來
2. CPU會(huì)執(zhí)行t1線程里面的程序計(jì)數(shù)器里面的指令刻剥。

5 線程的常用方法

二段終止模式

流程圖

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