5.JVM运行时数据区概述

道是梨花不是。道是杏花不是。白白与红红，别是东风情味。

——严蕊《如梦令》

JVM运行时数据区概述

本文主要讲的是运行时数据区，也就是下图这部分，它是在类加载完成后的阶段

当我们通过前面的：类的加载-> 验证 -> 准备 -> 解析 -> 初始化这几个阶段完成后，就会用到执行引擎对我们的类进行使用，同时执行引擎将会使用到我们运行时数据区

我们把大厨后面的东西（切好的菜，刀，调料），比作是运行时数据区。而厨师可以类比于执行引擎，将通过准备的东西进行制作成精美的菜品。

1. 运行时数据区的完整图

内存是非常重要的系统资源，是硬盘和CPU的中间仓库及桥梁，承载着操作系统和应用程序的实时运行JVM内存布局规定了Java在运行过程中内存申请、分配、管理的策略，保证了JVM的高效稳定运行。不同的JVM对于内存的划分方式和管理机制存在着部分差异。结合JVM虚拟机规范，来探讨一下经典的JVM内存布局。

我们通过磁盘或者网络IO得到的数据，都需要先加载到内存中，然后CPU从内存中获取数据进行读取，也就是说内存充当了CPU和磁盘之间的桥梁

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，这些与线程对应的数据区域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。即：

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）

2. 系统线程与JVM线程☆

线程是一个程序里的运行单元。JVM允许一个应用有多个线程并行的执行。

在Hotspot JVM里，每个线程都与操作系统的本地线程直接映射。

当一个Java线程准备好执行以后，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。

2.1 JVM系统线程

如果你使用jconsole或者是任何一个调试工具，都能看到在后台有许多线程在运行。这些后台线程不包括调用public static void main（String[]）的main线程以及所有这个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达到安全点，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到本地代码。

信号调度线程：这种线程接收信号并发送给JVM，在它内部通过调用适当的方法进行处理。

2.2 RunTime类和Thread类

java.lang.RunTime

每个Java应用程序都有一个Runtime类的Runtime ，允许应用程序与运行应用程序的环境进行接口。

当前运行时可以从getRuntime方法获得。

应用程序无法创建自己的此类的实例。

java.lang.Thread

线程是程序中执行的线程。 Java虚拟机允许应用程序同时执行多个执行线程。

每个线程都有优先权。具有较高优先级的线程优先于优先级较低的线程执行。

每个线程可能也可能不会被标记为守护程序。

当在某个线程中运行的代码创建一个新的Thread对象时，新线程的优先级最初设置为等于创建线程的优先级，并且当且仅当创建线程是守护进程时才是守护线程。

当Java虚拟机启动时，通常有一个非守护进程线程（通常调用某些指定类的名为main的方法）。Java虚拟机将继续执行线程，直到发生以下任一情况：

已经调用了Runtime类的exit方法，并且安全管理器已经允许进行退出操作。

所有不是守护进程线程的线程都已经死亡，无论是从调用返回到run方法还是抛出超出run方法的run 。