全局线程栈

发布于:2022-11-28 ⋅ 阅读:(510) ⋅ 点赞:(0)

栈是什么?栈有什么作用?

首先,栈 (stack) 是一种串列形式的 数据结构。这种数据结构的特点是 后入先出 (LIFO, Last In First Out),数据只能在串列的一端 (称为:栈顶 top) 进行 推入 (push) 和 弹出 (pop) 操作。根据栈的特点,很容易的想到可以利用数组,来实现这种数据结构。但是本文要讨论的并不是软件层面的栈,而是硬件层面的栈。

大多数的处理器架构,都有实现硬件栈。有专门的栈指针寄存器,以及特定的硬件指令来完成 入栈/出栈 的操作。例如在 ARM 架构上,R13 (SP) 指针是堆栈指针寄存器,而 PUSH 是用于压栈的汇编指令,POP 则是出栈的汇编指令。

上面是栈的原理和实现,下面我们来看看栈有什么作用。栈作用可以从两个方面体现:函数调用多任务支持

Java虚拟机进程中,每个线程都会拥有一个方法调用栈(线程栈),用来跟踪线程运行中

的一系列方法调用过程,栈中的每一个元素被称为栈帧,每当线程调用一个方法的时候会

向方法栈中压入一个新帧。这里的帧用来存储方法的参数、局部变量、方法的返回地址、

和运算过程中的临时数据。

线程栈状态详解

1、NEW

线程刚刚被创建,也就是已经new过了,但是还没有调用start()方法,这个状态我们使用jstack进行线程栈dump的时候基本看不到,因为是线程刚创建时候的状态。

2、RUNNABLE

从虚拟机的角度看,线程正在运行状态,状态是线程正在正常运行中, 当然可能会有某种耗时计算/IO等待的操作/CPU时间片切换等, 这个状态下发生的等待一般是其他系统资源, 而不是锁, Sleep等。

 

3、BLOCKED

线程处于阻塞状态,正在等待一个monitor lock。通常情况下,是因为本线程与其他线程公用了一个锁。其他在线程正在使用这个锁进入某个synchronized同步方法块或者方法,而本线程进入这个同步代码块也需要这个锁,最终导致本线程处于阻塞状态。

4、WAITING

这个状态下是指线程拥有了某个锁之后, 调用了他的wait方法, 等待其他线程/锁拥有者调用 notify / notifyAll一遍该线程可以继续下一步操作, 这里要区分 BLOCKED 和 WATING 的区别, 一个是在临界点外面等待进入, 一个是在理解点里面wait等待别人notify, 线程调用了join方法 join了另外的线程的时候, 也会进入WAITING状态, 等待被他join的线程执行结束,处于waiting状态的线程基本不消耗CPU。

 

5、TIMED_WAITING

该线程正在等待,通过使用了 sleep, wait, join 或者是 park 方法。(这个与 WAITING 不同是通过方法参数指定了最大等待时间,WAITING 可以通过时间或者是外部的变化解除),线程等待指定的时间。

6、TERMINATED

线程终止,同样我们在使用jstack进行线程dump的时候也很少看到该状态的线程栈。

线程栈解读

从main线程看,线程堆栈里面的最直观的信息是当前线程的调用上下文,即从哪个函数调用到哪个函数(从下往上看),正执行到哪一类的哪一行,借助这些信息,我们就对当前系统正在做什么一目了然。

线程的栈是一个比较“奇怪”的产物,一方面线程的栈是线程独有,里面保存了线程运行状态、局部变量、函数调用等信息。另外一方面,从资源管理的角度而言,所有线程的栈都属于进程的内存资源,线程和父进程共享资源,进程中其它线程自然可以修改任意线程的栈内存。

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