运行时数据区

本节主要讲的是运行时数据区，当我们通过前面的：类的加载-> 验证 -> 准备 -> 解析 -> 初始化 这几个阶段完成后，就会用到执行引擎对我们的类进行使用，同时执行引擎将会使用到JVM的运行时数据区。

概述

运行时数据区，也就是下图这部分，它是在类加载完成后的阶段：

内存是非常重要的系统资源，是硬盘和CPU的中间仓库及桥梁（我们通过磁盘或者网络IO得到的数据，都需要先加载到内存中，然后CPU从内存中获取数据进行读取，也就是说内存充当了CPU和磁盘之间的桥梁），承载着操作系统和应用程序的实时运行。JVM内存布局规定了Java在运行过程中内存申请、分配、管理的策略，保证了JVM的高效稳定运行。

如果我们把大厨后面的东西：切好的菜、刀、调料等等，比作是运行时数据区。那么厨师就可以比作执行引擎，将准备的东西进行制作成精美的菜品。

结构划分

不同的JVM对于内存的划分方式和管理机制存在着部分差异（例如，J9就没有方法区）。结合JVM虚拟机规范，来探讨一下经典的JVM内存布局：

JDK 8 之前：

每个JVM只有一个Runtime实例。即为运行时环境，相当于内存结构的中间的那个框框：运行时环境。

JDK 8 之后：

线程共享和私有

Java虚拟机定义了若干种程序运行期间会使用到的运行时数据区，其中有一些会随着虚拟机启动而创建，随着虚拟机退出而销毁。另外一些则是与线程一一对应的，这些与线程对应的数据区域会随着线程开始和结束而创建和销毁。

灰色的为单独线程私有的，红色的为多个线程共享的：

• 线程私有：程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈。
• 线程间共享：堆、堆外内存/方法区（永久代或元空间、代码缓存）。

JVM系统线程

线程是一个程序里的最小运行单元。JVM允许一个应用有多个线程并行执行。

在Hotspot JVM里，每个线程都与操作系统的本地线程直接映射。当一个Java线程准备好执行以后，此时一个操作系统的本地线程也同时创建。Java线程执行终止后，本地线程也会回收。

操作系统负责所有线程的安排调度到任何一个可用的CPU上。一旦本地线程初始化成功，它就会调用Java线程中的run()方法。

如果你使用jconsole或者是任何一个调试工具，都能看到在JVM后台有许多线程在运行。这些后台线程不包括调用public static void main(String[] args)的main线程以及所有这个main线程自己创建的线程。

这些主要的后台系统线程在Hotspot JVM里主要是以下几个：

• 虚拟机线程：这种线程的操作是需要JVM达到安全点才会出现。这些操作必须在不同的线程中发生的原因是他们都需要JVM达到安全点，这样堆才不会变化。这种线程的执行类型包括"stop-the-world"的垃圾收集，线程栈收集，线程挂起以及偏向锁撤销。
• 周期任务线程：这种线程是时间周期事件的体现（比如中断），他们一般用于周期性操作的调度执行。
• GC线程：这种线程对在JVM里不同种类的垃圾收集行为提供了支持。
• 编译线程：这种线程在运行时会将字节码编译成到本地代码。
• 信号调度线程：这种线程接收信号并发送给JVM，在它内部通过调用适当的方法进行处理。