运行时数据区 - 程序计数器

article/2025/8/23 11:26:49
① 介绍

JVM中的程序计数寄存器(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。CPU只有把数据装载到寄存器才能够运行。

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。

在这里插入图片描述

  • 它是一块很小的内存空间,几乎可以忽略不计。也是运行速度最快的存储区域
  • 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。如果是在执行native本地方法,则是未指定值(undefined)
  • 它是程序控制流的指示器,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。
  • 字节码解释工作时,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的。
  • 它是唯一一个在Java虚拟机中没有规定任何OutofMemoryError情况的区域。
② 举例

准备代码:

public class Main {public static void main(String[] args) {int i = 20;int j = 30;int k = i + j;}
}

class文件进行反编译得到汇编代码。

javap -v Main.class

在这里插入图片描述

左边0: 2: 3:....为指令地址,或称为偏移地址。pc寄存器中存储的就是指令地址。

右边bipush ....为操作指令。

③ 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?
  2. 为什么使用PC寄存器记录当前线程的执行地址呢?

两个问题问的是同一个事情。

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。

  1. PC寄存器为什么要被设定成线程私有的?

因为PC寄存器要记录当前执行字节码指令的位置,为了能够准确的记录,最好的方法就是每条线程一个独立的空间(寄存器)来存储,避免混淆。


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