什么是運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)

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前言

本節(jié)主要講的是運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)，也就是下圖這部分，它是在類加載完成后的階段

當(dāng)我們通過(guò)前面的：類的加載-> 驗(yàn)證 -> 準(zhǔn)備 -> 解析 -> 初始化 這幾個(gè)階段完成后，就會(huì)用到執(zhí)行引擎對(duì)我們的類進(jìn)行使用，同時(shí)執(zhí)行引擎將會(huì)使用到我們運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)

也就是大廚做飯，我們把大廚后面的東西（切好的菜，刀，調(diào)料），比作是運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)。而廚師可以類比于執(zhí)行引擎，將通過(guò)準(zhǔn)備的東西進(jìn)行制作成精美的菜品

內(nèi)存是非常重要的系統(tǒng)資源，是硬盤和CPU的中間倉(cāng)庫(kù)及橋梁，承載著操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序的實(shí)時(shí)運(yùn)行JVM內(nèi)存布局規(guī)定了Java在運(yùn)行過(guò)程中內(nèi)存申請(qǐng)、分配、管理的策略，保證了JVM的高效穩(wěn)定運(yùn)行。不同的JVM對(duì)于內(nèi)存的劃分方式和管理機(jī)制存在著部分差異（主要針對(duì)方法區(qū)）。結(jié)合JVM虛擬機(jī)規(guī)范，來(lái)探討一下經(jīng)典的JVM內(nèi)存布局。

我們通過(guò)磁盤或者網(wǎng)絡(luò)IO得到的數(shù)據(jù)，都需要先加載到內(nèi)存中，然后CPU從內(nèi)存中獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，也就是說(shuō)內(nèi)存充當(dāng)了CPU和磁盤之間的橋梁

運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)的完整圖

• Java虛擬機(jī)定義了若干種程序運(yùn)行期間會(huì)使用到的運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)，其中有一些會(huì)隨著虛擬機(jī)啟動(dòng)而創(chuàng)建，隨著虛擬機(jī)退出而銷毀。另外一些則是與線程一一對(duì)應(yīng)的，這些與線程對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)域會(huì)隨著線程開(kāi)始和結(jié)束而創(chuàng)建和銷毀。

• 灰色的為單獨(dú)線程私有的，紅色的為多個(gè)線程共享的。即：

• 每個(gè)線程：獨(dú)立包括程序計(jì)數(shù)器、棧、本地棧。

• 線程間共享：堆、堆外內(nèi)存（永久代或元空間(理解為方法區(qū))、代碼緩存） 

關(guān)于線程間共享的說(shuō)明：

每個(gè)JVM只有一個(gè)Runtime實(shí)例。即為運(yùn)行時(shí)環(huán)境，相當(dāng)于內(nèi)存結(jié)構(gòu)的中間的那個(gè)框框：運(yùn)行時(shí)環(huán)境

線程

• 線程是一個(gè)程序里的運(yùn)行單元。JVM允許一個(gè)應(yīng)用有多個(gè)線程并行的執(zhí)行。 

• 在Hotspot JVM里，每個(gè)線程都與操作系統(tǒng)的本地線程直接映射。

• 當(dāng)一個(gè)Java線程準(zhǔn)備好執(zhí)行以后，此時(shí)一個(gè)操作系統(tǒng)的本地線程也同時(shí)創(chuàng)建。Java線程執(zhí)行終止后，本地線程也會(huì)回收。

• 操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)所有線程的安排調(diào)度到任何一個(gè)可用的CPU上。一旦本地線程初始化成功，它就會(huì)調(diào)用Java線程中的run（）方法。

JVM系統(tǒng)線程

• 如果你使用jconsole或者是任何一個(gè)調(diào)試工具，都能看到在后臺(tái)有許多線程在運(yùn)行。這些后臺(tái)線程不包括調(diào)用public static void main（String[]）的main線程以及所有這個(gè)main線程自己創(chuàng)建的線程。

• 這些主要的后臺(tái)系統(tǒng)線程在Hotspot JVM里主要是以下幾個(gè)：

• 虛擬機(jī)線程：這種線程的操作是需要JVM達(dá)到安全點(diǎn)才會(huì)出現(xiàn)。這些操作必須在不同的線程中發(fā)生的原因是他們都需要JVM達(dá)到安全點(diǎn)，這樣堆才不會(huì)變化。這種線程的執(zhí)行類型包括"stop-the-world"的垃圾收集，線程棧收集，線程掛起以及偏向鎖撤銷。

• 周期任務(wù)線程：這種線程是時(shí)間周期事件的體現(xiàn)（比如中斷），他們一般用于周期性操作的調(diào)度執(zhí)行。

• GC線程：這種線程對(duì)在JVM里不同種類的垃圾收集行為提供了支持。

• 編譯線程：這種線程在運(yùn)行時(shí)會(huì)將字節(jié)碼編譯成到本地代碼。

• 信號(hào)調(diào)度線程：這種線程接收信號(hào)并發(fā)送給JVM，在它內(nèi)部通過(guò)調(diào)用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行處理。

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