【多线程3：基础原理】

01.栈与栈帧

我们都知道 JVM 中由堆、栈、方法区所组成，其中栈内存是给谁用的呢？其实就是线程，每个线程启动后，虚拟机就会为其分配一块栈内存。

每个栈由多个栈帧（Frame）组成，对应着每次方法调用时所占用的内存 每个线程只能有一个活动栈帧，对应着当前正在执行的那个方法

简而言之一个线程有一个栈，一个方法有一个栈帧

02.单个线程运行原理

一个简单的例子

，public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        fun1();
    }
    static void fun1(){
        int i=fun2();
        System.out.println("我是fun1");
        System.out.println(i);
    }
    static int fun2(){
        System.out.println("我是fun2");
        int j = 1;
        return j;
    }
}

结果

我是fun2
我是fun1
1

文字解释

这个程序只有一个主线程也就是一个栈，有三个方法main、fun1、fun2也就是三个栈帧，栈帧入栈方式存入栈中，以出栈方式弹出栈中，当一个方法运行结束就从栈中弹出并释放内存，因为栈的特性是后进先出，所以对于这个程序，入栈顺序为mian、fun1、fun2，出栈顺序为fun2、fun1、main，这就是结果的由来。

debug解释

可以看出程序的运行过程

03.多线程运行原理

例子

public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t = new Thread(()->{
            fun1("t1");
        });
        t.setName("t1");
        t.start(); // 副线程

        fun1("main"); // 主线程
    }

    static void fun1(String s){
        int i=fun2(s);
        System.out.println("我是"+s+" fun1");
        System.out.println(i);
    }
    static int fun2(String s){
        System.out.println("我是"+s+" fun2");
        int j = 1;
        return j;
    }
}

结果

我是main fun2
我是t1 fun2
我是t1 fun1
1
我是main fun1
1

因为多线程是的运行是由cpu控制的，所以结果是随机的，上面的结果只是一种情况

文字解释

程序有两个线程，故有两个栈，两个栈相互独立，每个栈都有自己的栈帧，即 main线程的栈帧为main、fun1、fun2，t1线程的栈帧为 t1、fun1、fun2。

需要注意的点是，cpu在运行多线程会随机切换线程，但会保存线程的状态。

debug解释

可以看出两个线程是在独立运行的，且切换到另一个线程时会保存原线程状态。

04.线程上下文切换

因为以下一些原因导致 cpu 不再执行当前的线程，转而执行另一个线程的代码

线程的 cpu 时间片用完

垃圾回收

有更高优先级的线程需要运行

线程自己调用了 sleep、yield、wait、join、park、synchronized、lock 等方法

当 上下文切换 发生时，需要由操作系统保存当前线程的状态，并恢复另一个线程的状态，Java 中对应的概念 就是程序计数器（Program Counter Register），它的作用是记住下一条 jvm 指令的执行地址，是线程私有的。

状态包括程序计数器、虚拟机栈中每个栈帧的信息，如局部变量、操作数栈、返回地址等

上下文切换 频繁发生会影响性能