Java內(nèi)存模型的主內(nèi)存與工作內(nèi)存交互分析

本篇內(nèi)容主要講解“Java內(nèi)存模型的主內(nèi)存與工作內(nèi)存交互分析”，感興趣的朋友不妨來(lái)看看。本文介紹的方法操作簡(jiǎn)單快捷，實(shí)用性強(qiáng)。下面就讓小編來(lái)帶大家學(xué)習(xí)“Java內(nèi)存模型的主內(nèi)存與工作內(nèi)存交互分析”吧!

一、前言

1、變量

Java內(nèi)存模型的主要目標(biāo)是定義程序中各個(gè)變量（非局部變量與方法參數(shù)）的訪問(wèn)規(guī)則 ，即在虛擬機(jī)中將變量存儲(chǔ)到內(nèi)存和從內(nèi)存中取出變量這樣的底層細(xì)節(jié)。

此處的變量與Java編程中所說(shuō)的變量有所區(qū)別，它包括了實(shí)例字段、靜態(tài)字段和構(gòu)成數(shù)組對(duì)象的元素，但不包括局部變量與方法參數(shù)，因?yàn)檫@些是線程私有的，不會(huì)被共享，自然就不存在競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題。為了獲得較好的執(zhí)行效能，Java內(nèi)存模型并沒(méi)有限制執(zhí)行引擎使用處理器的特定寄存器或者緩存來(lái)和主內(nèi)存進(jìn)行交互，也沒(méi)有限制即使編譯器進(jìn)行調(diào)整代碼執(zhí)行順序這類(lèi)優(yōu)化措施。

2、討論層次

本文說(shuō)的主內(nèi)存、工作內(nèi)存與Java內(nèi)存區(qū)域中的Java堆、棧、方法區(qū)等并不是同一個(gè)層次的內(nèi)存劃分，這兩者基本沒(méi)有關(guān)系；

如果一定要勉強(qiáng)對(duì)應(yīng)起來(lái)，那從變量、主內(nèi)存、工作內(nèi)存的定義來(lái)看，主內(nèi)存主要對(duì)應(yīng)Java堆中的對(duì)象實(shí)例數(shù)據(jù)那部分，而工作內(nèi)存則對(duì)應(yīng)于虛擬機(jī)棧中的部分區(qū)域。

從更低層次上說(shuō)，主內(nèi)存就直接對(duì)應(yīng)于物理硬件的內(nèi)存，而為了獲取更好的運(yùn)行速度，虛擬機(jī)可能會(huì)讓工作內(nèi)存優(yōu)先存儲(chǔ)于寄存器和高速緩存中，因?yàn)槌绦蜻\(yùn)行時(shí)主要訪問(wèn)讀寫(xiě)的是工作內(nèi)存。

二、強(qiáng)制規(guī)范

1、Java內(nèi)存模型規(guī)定了所有的變量都存儲(chǔ)在主內(nèi)存中；

2、每條線程還有自己的工作內(nèi)存，線程的工作內(nèi)存中保存了被該線程使用到的變量的主內(nèi)存副本拷貝，線程對(duì)變量的所有操作（讀取、賦值等）都必須在工作內(nèi)存中進(jìn)行，而不能直接讀寫(xiě)主內(nèi)存中的變量。不同的線程之間也無(wú)法直接訪問(wèn)對(duì)方工作內(nèi)存中的變量，線程間變量的值的傳遞均需要通過(guò)主內(nèi)存來(lái)完成。

三、內(nèi)存間交互操作

關(guān)于主內(nèi)存與工作內(nèi)存之間具體的交互協(xié)議，即一個(gè)變量如何從主內(nèi)存拷貝到工作內(nèi)存、如何從工作內(nèi)存同步回主內(nèi)存之類(lèi)的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，Java內(nèi)存模型中定義了以下8種操作來(lái)完成，虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)時(shí)必須保證下面提及的每一種操作都是原子的、不可再分的。

lock(鎖定)：作用于主內(nèi)存變量，它把一個(gè)變量標(biāo)識(shí)為一條線程獨(dú)占的狀態(tài)

unlock(解鎖)：作用于主內(nèi)存的變量，它把一個(gè)處于鎖定狀態(tài)的變量釋放出來(lái)，釋放后的變量才可以被其它線程鎖定

read(讀取)：作用于主內(nèi)存的變量，它把一個(gè)變量的值從主內(nèi)存?zhèn)鬏數(shù)骄€程的工作內(nèi)存中，以便隨后的load動(dòng)作使用

load(載入)：作用于工作內(nèi)存的變量，它把read操作從主內(nèi)存中得到的變量值放入工作內(nèi)存的變量副本中

use(使用)：作用于工作內(nèi)存的變量，它把工作內(nèi)存中一個(gè)變量的值傳遞給執(zhí)行引擎，每當(dāng)虛擬機(jī)遇到一個(gè)需要使用到變量的值的字節(jié)碼指令時(shí)將會(huì)執(zhí)行這個(gè)操作

assign(賦值)：作用于工作內(nèi)存的變量，它把一個(gè)從執(zhí)行引擎接收到的值賦給工作內(nèi)存的變量，每當(dāng)虛擬機(jī)遇到一個(gè)給變量賦值的字節(jié)碼指令時(shí)執(zhí)行這個(gè)操作

store(存儲(chǔ))：作用于工作內(nèi)存的變量，它把工作內(nèi)存中一個(gè)變量的值傳送到主內(nèi)存中，以便隨后的write操作使用

write(寫(xiě)入)：作用于主內(nèi)存的變量，它把store操作從工作內(nèi)存中得到的變量的值放入主內(nèi)存的變量中

如果要把一個(gè)變量從主內(nèi)存復(fù)制到工作內(nèi)存，那就要順序地執(zhí)行read和load操作;如果要把變量從工作內(nèi)存同步回主內(nèi)存，就要順序地執(zhí)行store和write操作。需要注意的是Java內(nèi)存模型只要求上述兩個(gè)操作必須按順序執(zhí)行，并沒(méi)有保證是連續(xù)執(zhí)行，也就是說(shuō)read和load之間、store和write之間是可插入其他指令的。

到此，相信大家對(duì)“Java內(nèi)存模型的主內(nèi)存與工作內(nèi)存交互分析”有了更深的了解，不妨來(lái)實(shí)際操作一番吧！這里是億速云網(wǎng)站，更多相關(guān)內(nèi)容可以進(jìn)入相關(guān)頻道進(jìn)行查詢(xún)，關(guān)注我們，繼續(xù)學(xué)習(xí)！