【JVM基础】程序计数器

【JVM基础】程序计数器

1、PC Register 介绍

程序计数寄存器（Program Counter Register），Register 的命名源于 CPU 的寄存器，寄存器存储指令相关的线程信息，CPU 只有把数据装载到寄存器才能够运行。

这里，并非是广义上所指的物理寄存器，叫程序计数器（或PC计数器或指令计数器）会更加贴切，并且也不容易引起一些不必要的误会。JVM 中的 PC 寄存器是对物理 PC 寄存器的一种抽象模拟。

程序计数器是一块较小的内存空间，可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器。

2、PC Register 作用

PC 寄存器用来存储指向下一条指令的地址，即将要执行的指令代码。由执行引擎读取下一条指令。

• 它是一块很小的内存空间，几乎可以忽略不记。也是运行速度最快的存储区域；

• 在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指令地址；或者，如果是在执行native方法，则是未指定值（undefined）。

• 它是程序控制流程的指示器，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（它会记录下当前线程中断的位置，下一次拿到CPU资源后，就从中断位置开始执行）。

• 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OutOfMemoryError情况的区域。

• 它是一块既没有GC也没有OOM的区域！

  

3、PC Register 使用举例

PC 寄存器用来存储指向下一条指令的地址，即将要执行的指令代码。由执行引擎读取下一条指令。

public class PCRegister {

​ public static void main(String[] args) {

​ int i = 10;

​ int j =20;

​ int k = i+j;

​ String s = “ABC”;

​ System.out.println(i);

​ System.out.println(k);

​ }

}

反编译查看对应的字节码文件：

4、PC Register 两个常见问题

使用PC寄存器存储字节码指令地址有什么用？

为什么使用PC寄存器记录当前线程的执行地址呢**？**

• 因为CPU需要不停的切换各个线程，这时候切换回来以后，就得知道接着从哪开始继续执行；

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

PC寄存器为什么会被设定为线程私有？

​ 我们都知道所谓的多线程在一个特定的时间段内只会执行其中某一个线程的方法，CPU会不停地做任务切换，这样必然导致经常中断或恢复，如何保证分毫无差呢？为了能够准确地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以进行独立计算，从而不会出现相互干扰的情况；

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以进行独立计算，从而不会出现相互干扰的情况；