JVM 笔记 - 4 程序计数器

PC Register

JVM中的程序记数寄存器(Program Counter Register)中,Register 的命名源于CPU的寄存器,寄存器存储指令相关的现场信息。

在这里,并非是广义上所指的物理寄存器,或许将其翻译为PC技术器(或指令计数器)更加贴切。JVM中的PC寄存器是对物理PC寄存器的一种抽象模拟

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。有执行引擎读取下一条指令。

PC寄存器

PC寄存器:

  • 它是一块很小的内存空间,几乎乐意忽略不计。也是运行速度最快的存储区域。
  • 在JVM规范中,每个线程都要它自己的程序计数器,是线程私有的,生命周期与线程生命保持一致。
  • 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指令地址。
  • 它是程序控制流的指示器,分支、循环、跳转、异常处理、线程回复等基础操作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OutOfMemoryError情况的区域。

举例

举例

举例2

两个常见问题

1. 使用PC寄存器存储字节码指令地址有什么用呢?

因为CPU需要不停的切换各个线程,这时候切换回来之后,就得知道接着从哪里开始继续执行。

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

2. PC寄存器为什么会被设定为线程私有?

所谓的多线程在一个特定的时间段内只会执行某一个线程的方法,CPU会不停地做任务切换,这样必然导致经常中断和恢复。

为了能够准确地记录各个县城正在执行的当前字节码指令地址,最好的办法自然是为每一个线程都分配一个PC寄存器,这样一来各个线程之间便可独立进行计算,不会出现相互干扰。