运行时数据区
Java虚拟机在运行Java程序过程中管理的内存区域,称之为运行时数据区。《Java虚拟机规范》中规定了每一部分的作用。
程序计数器的定义
程序计数器(Program Counter Register)也叫PC寄存器,每个线程会通过程序计数器记录当前要执行的的字节码指令的地址。
程序计数器的具体案例(单线程)
在加载阶段,虚拟机将字节码文件中的指令读取到内存之后,会将原文件中的偏移量转换成内存地址。每一条字节码指令都会拥有一个内存地址。 在代码执行过程中,程序计数器会记录下一行字节码指令的地址。执行完当前指令之后,虚拟机的执行引擎根据程序计数器执行下一行指令。这里为了简单起见,本文使用偏移量代替,真实内存中执行时保存的应该是真实的内存地址。
比如当前执行的是偏移量为0的指令,那么程序计数器中保存的就是下一条的地址(偏移量1)。
一路向下执行
一直执行到方法的最后一行指令,此时方法执行return语句,当前方法执行结束,程序计数器中会放入方法出口的地址(栈中讲解,简单来说就是这个B方法结束了,A调用了B,那么要回到A方法)
所以,程序计数器可以控制程序指令的进行,实现分支、跳转、异常等逻辑。不管是分支、跳转、异常,只需要在程序计数器中放入下一行要执行的指令地址即可。
多线程情况
在多线程执行情况下,Java虚拟机需要通过程序计数器记录CPU切换前解释执行到那一句指令并继续解释运行。线程的程序计数器信息应该在TCB中,每次线程的时间片到就能获取到每个线程自己的程序计数器,保证每个线程都能有条不紊得运行自己的指令,这也是程序计数器是线程私有的原因
程序计数器会出现内存溢出吗?
内存溢出指的是程序在使用某一块内存区域时,存放的数据需要占用的内存大小超过了虚拟机能提供的内存上限。由于每个线程只存储一个固定长度的内存地址,程序计数器是不会发生内存溢出的。程序员无需对程序计数器做任何处理。