程序计数器

引言：一个被忽视的关键角色 在JVM的5大内存区域中，程序计数器（Program Counter Register） 是最小、最简单的一个，但却承担着至关重要的使命： 它记录着当前线程正在执行的字节码指令地址 它保证了多线程环境下每个线程能够独立执行 它是JVM中 唯一不会发生OutOfMemoryError 的内存区域 如果没有程序计数器，多线程程序将无法正常运行。本文将深入理解这个小而美的内存区域。 什么是程序计数器？ 核心定义 程序计数器（PC Register） 是一块较小的内存空间，可以看作是 当前线程所执行字节码的行号指示器。 在JVM的概念模型中，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。 第一性原理：为什么需要程序计数器？ 从计算机组成原理的角度看： CPU执行指令需要知道 “下一条指令在哪里” 传统CPU使用 PC寄存器（Program Counter） 存储下一条指令地址 JVM作为虚拟机，也需要类似的机制来 跟踪字节码执行位置 核心作用： 记录执行位置：存储当前线程正在执行的字节码指令地址 支持线程切换：多线程环境下，每个线程有独立的程序计数器，保证线程切换后能恢复到正确位置 支持分支跳转：循环、异常处理、方法返回等都依赖程序计数器 程序计数器的工作原理 字节码执行示例 让我们通过一个简单的例子理解程序计数器的工作： public class PCDemo { public static void main(String[] args) { int a = 1; int b = 2; int c = a + b; System.out.println(c); } } 编译后的字节码（使用 javap -c PCDemo.class 查看）： public static void main(java.lang.String[]); Code: 0: iconst_1 // 将整数1压入操作数栈 1: istore_1 // 将栈顶值存储到局部变量表slot 1（变量a） 2: iconst_2 // 将整数2压入操作数栈 3: istore_2 // 将栈顶值存储到局部变量表slot 2（变量b） 4: iload_1 // 从局部变量表slot 1加载变量a 5: iload_2 // 从局部变量表slot 2加载变量b 6: iadd // 将栈顶两个int值相加 7: istore_3 // 将结果存储到局部变量表slot 3（变量c） 8: getstatic #2 // 获取静态字段 System.out 11: iload_3 // 加载变量c 12: invokevirtual #3 // 调用println方法 15: return // 方法返回 程序计数器的变化过程： ...