JVM 線程中方法執行過程

 本章節內容參考：《深刻理解Java虛擬機》

運行時數據區：

 

 本次只介紹用於程序運行的線程私有的內存模型。   

                虛擬機棧（FILO）：java方法執行的內存模型。

                  　　棧幀（線程執行的一個方法的內存模型，每調用一個方法，壓入一個棧幀）

                           　　 局部變量表：編譯器可知的8種基本類型、reference類型、returnAddress類型

                            　　操做數棧：一個用於計算的臨時數據存儲區（明顯，此棧是爲了存放要操做的數據用的）

                           　　 動態連接：支持java多態

                            　　返回地址：方法結束的地方。return/Exception        

                本地方法棧：Native方法執行的內存模型。

                程序計數器：這個計數器記錄的是正在執行的虛擬機字節碼指令的地址（若是線程正在執行的是一個java方法）。 字節碼解釋器工做時，就是經過改變這個計數器的值來選取須要執行的字節碼                                         指令（分支，循環，跳轉、異常處理、線程恢復）

 

線程中，方法A調用方法B。

 

線程的執行的過程：

　　  一、線程開始，分配虛擬機棧大小（JVM參數 -Xss:大小，1.5+默認1M）,

         二、執行方法A時，建立一個棧幀A壓入虛擬機棧頂，根據程序計數器中的記錄的下一個要執行的字節碼指令的地址，找到並執行指令（將要操做的數據壓入操做數棧棧頂，將操做結果放入局部變量表中，詳細過程參照下面「合代碼演示」部分）。

        三、中間調用方法B，則建立棧幀B，接着執行方法B的指令，直到方法B結束（遇到方法返回的字節碼指令或異常），B棧幀出棧，若是有返回數據，將返回數據壓入棧幀A的操做數棧頂，方法A接着執行。　

　　四、方法A執行結束，彈出棧幀A，虛擬機棧中再無棧幀，此線程結束。　

 

爲更形象的理解，結合代碼演示（操做數棧和局部變量表）：

源碼：

25.      public void add() {

26.           int a = 3;

27.           int b = 4;

28.           int c = a + b;

29.     }

javap結果：

public void add();

    descriptor: ()V

    flags: ACC_PUBLIC

    Code:

　　//操做數棧最大深度2，局部變量4， 方法入參1（this + 真正的入參， 若是是方法名add(int a, int b)，args_size = 1(this) + 2(a和b) = 3）

       stack=2,   locals=4, args_size=1

         0: iconst_3     // 將int類型常量3壓入操做數棧頂

         1: istore_1     // 將操做數棧頂的數據彈出，存入局部變量表索引1

         2: iconst_4     // 將int類型常量4壓入操做數棧棧頂

         3: istore_2     // 將操做數棧頂的數據彈出，存入局部變量表索引2

         4: iload_1      // 將局部變量表索引爲1的數據加入到操做數棧頂

         5: iload_2      // 將局部變量表索引爲2的數據加入到操做數棧頂

         6: iadd          // 將棧中2個數相加，將結果入棧頂 

         7: istore_3     // 將棧頂結果彈出，存入局部變量表索引3

         8: return

      LineNumberTable:

        line 26: 0 //java文件代碼第26行對應開始指令0

        line 27: 2 //java文件代碼第26行對應開始指令2

        line 28: 4 //java文件代碼第26行對應開始指令4

        line 29: 8 //java文件代碼第26行對開始應指令8

      LocalVariableTable:  // 局部變量表，4個局部變量，this、a、b、c

        Start  Length  Slot  Name   Signature

            0       9     0  this   LCongoPengYuyan;         

            2       7     1     a   I

            4       5     2     b   I

            8       1     3     c   I

 

一些思考：

　　咱們都知道，操做數棧存放的數據是（int、long、float、double、reference、returnType）這些類型，

　　reference指像的對象是在堆裏面，堆是共享的，既然是全部線程共享的，爲啥在多線程中，數據會不一致呢，線程A將對象O的某個屬性改了，而線程B拿到O的屬性的值仍是未改變的？java還推出了統一的JMM模型。

       其實，CPU執行的時候，是要將內存中的數據，加載到CPU緩存（寄存器等），多線程的時候，數據首先在寄存器中修改，改完後從新刷入內存中。解決多線程數據可見性的問題，java提供了Volatile關鍵字，

　　它的實現原理，對象操做後面加入Lock彙編指令。A線程在修改操做後，強制刷入主存，而後通知執行B線程的CPU，你CPU緩存中的值是失效，不能用了，要用請從主存中從新獲取。