Java虚拟机（五）——程序计数器

文章目录

• • PC寄存器（程序计数器）概述
  • • PC Register介绍
    • • 作用
      • 使用
    • 两个常见问题
    • • 为什么使用PC寄存器存储字节码指令地址/为什么使用PC寄存器记录当前线程的执行地址
      • PC 寄存器为什么被设置线程私有

PC寄存器（程序计数器）概述

PC Register介绍

JVM中的程序计数寄存器（Program Counter Register），Register的命名源于CPU寄存器。寄存器存储指令相关的信息，CPU只有把数据装在到寄存器才能够运行。

这里的寄存器并非物理寄存器，JVM中的PC寄存器是对物理PC寄存器的一种抽象模拟

• 它是一块很小的内存空间，也是运行速度最快的存储区域
• 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
• 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指令之地。如果是在执行native方法（本地方法），则是未指定值（Undefined）

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。由执行引擎读取下一条指令

• 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。
• 它是唯一一个在Java虚拟机规范中没有规定任何OOM(OutOfMemoryError)情况的区域
• 它也没有GC

使用

public class PCRegisterTest{
    public static void main(String[]args){
        int i=10;
        int j=20;
        int k = i+j;
        String s = "abc";
        
    }
}

对其编译。

查看字节码文件

图中红框为指令地址（偏移地址）；中间一列字符串是操作指令；

执行引擎会去指令地址取出操作指令，然后会去操作栈结构（局部变量表、操作数栈）实现存取操作，还会把字节码指令翻译成机器指令。

---

两个常见问题

为什么使用PC寄存器存储字节码指令地址/为什么使用PC寄存器记录当前线程的执行地址

因为CPU需要不停的切换各个线程，这时候需要知道从哪开始继续执行。

JVM字节码解释器就需要通过改变PC寄存器的值来确定下一条应该执行什么样的字节码指令。

PC 寄存器为什么被设置线程私有

会覆盖掉其它线程记录的位置数据。

为了准确记录各个线程正在执行的当前字节码指令地址。最好的办法即使每个线程都分配一个PC寄存器。

看是并行，其实是并发的过程（注意区分并行和并发的区别）

并行：并行vs串行-一个时刻只有一个在执行就是串行

并发：一个时间段内，有多个在执行，但是一个时刻可能只有一个在执行。