3. JVM运行时数据区

1. 运行时数据区概述

前面的章节中已经将类的加载过程大致过程说清楚了,此时类已经加载到内存中,,后面就是运行时数据区的各个组件的工作了

由上图可以看出来, jvm将class字节码加载完成后,后面运行的大部分工作都是在运行时数据区中完成,也就是电脑内存中,也更加复杂, jvm中的垃圾回收 针对的也是这一片区域,电脑的内存区域非常宝贵,也是程序运行速度的保证

内存的重要性:

1. 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。
2. 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。
3. 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

2. 运行时数据区的结构

完整图片(JDK8)

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：

1. 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。即线程共享资源: 堆内存,堆外内存(元空间或称永久代, 代码缓存)
2. 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。即线程独有 : 程序计数器,栈,本地方法栈

关于Runtime 类的说明

java是面向对象的,万物皆为对象,jvm也不例外,当一个jvm启动时,对应着就会创建一个Runtime实例与之对应

3. jvm中的线程

1. 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
2. 在Hotspot JVM里，每个线程都与操作系统的本地线程直接映射(一一对应)
3. 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
4. 操作系统负责将线程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
5. 如果一个线程抛异常，并且该线程是进程中最后一个非守护线程(用户线程)，那么进程将停止

当我们把jvm启动成功后,除去 main方法线程 和其创建的子线程外,jvm已经为自身创建多个后台系统线程

这些主要的后台系统线程在Hotspot JVM里主要是以下几个：

1. 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
2. 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
3. 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
4. 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
5. 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