Java線程運行的原理詳解

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棧與棧幀

JVM中由堆、棧、方法區所組成，其中棧內存就是分配給線程使用的，每個線程啟動後，虛擬機都會為其分配一塊棧內存。

  • 每個棧由多個棧幀組成，對應著每次方法調用時所占用的內存
  • ‘每個線程隻能有一個活動棧幀，對應著當前正在執行的方法
public class Main {
    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;
    }
}

首先進行類加載，類信息進入方法區

類加載完成後，jvm會啟動一個線程為main的主線程，並且為線程分配一塊棧內存，同時分配給任務調度器執行，當被分配時間片，分配給主方法一個棧幀內存。

 程序計數器存儲下一行要執行的語句的位置，執行到main方法的method1語句，調用method1方法，為method1方法分配棧幀

同時在method1中又調用mehtod2方法，jvm又為method2分配棧幀

方法2執行完畢，釋放method2的棧幀內存，並執行method2返回地址處的代碼

隨後的執行不在贅述，隨著一個個方法的執行結束，依次出棧。

線程的上下文切換

因為以下一些原因導致cpu不再執行當前的線程，轉而執行另一個線程的代碼

  • 線程的cpu時間片用完
  • 垃圾回收
    • 垃圾回收時會停止所有當前正在工作的線程，執行GC線程
  • 有更高優先級的線程需要運行
  • 線程自己調用瞭sleep，yield，wait，join，park，synchronized、lock等方法

當Context Switch 發生時，需要由操作系統保存當前線程的狀態，並恢復另一個線程的狀態，Java中對應的概念就是程序計數器，它的作用時記錄下一條jvm執行的執行地址，是線程私有的

  • 狀態包括程序計數器、虛擬機棧中每個棧幀的信息，如局部變量、操作數棧、返回地址等
  • Context Switch 頻繁發生會影響性能

總結

本篇文章就到這裡瞭，希望能夠給你帶來幫助，也希望您能夠多多關註WalkonNet的更多內容!      

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