JVM運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)與JMM內(nèi)存模型是什么

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1. JVM 運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)

JVM運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)可以分為元空間，堆，虛擬機(jī)棧，本地方法棧，程序計(jì)數(shù)器五大塊。

• 元空間（方法區(qū)）：存放類模版對(duì)象，是線程共享的區(qū)域，在磁盤上，一般不會(huì)GC

• 堆空間：線程共享的區(qū)域，對(duì)象創(chuàng)建與GC的主要陣地

• 虛擬機(jī)棧：線程私有的，基本組成單位是棧幀，每個(gè)棧幀對(duì)應(yīng)一個(gè)方法，棧幀組成如下

• 局部變量表：存放方法變量信息

• 操作數(shù)棧：方法運(yùn)行的區(qū)域

• 動(dòng)態(tài)鏈接：指向方法模板對(duì)象，與虛方法表一起實(shí)現(xiàn)方法重寫

• 返回地址：方法的返回地址

• 本地方法棧：線程私有，本地方法的執(zhí)行區(qū)域

• 程序計(jì)數(shù)器：線程私有，負(fù)責(zé)在線程上下文切換的過(guò)程中記錄線程執(zhí)行到了哪個(gè)位置

2. JMM 內(nèi)存模型

硬件內(nèi)存模型

通常情況下，當(dāng)CPU需要讀取主存時(shí)，它會(huì)將主存的部分讀到CPU緩存中或者內(nèi)部寄存器中，然后在寄存器中執(zhí)行操作。當(dāng)CPU需要將結(jié)果寫回到主存中去時(shí)，它會(huì)將內(nèi)部寄存器的值刷新到緩存中，然后在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)將值刷新回主存。

在多處理器系統(tǒng)中，每個(gè)處理器都有自己的高速緩存，而它們又共享同一主內(nèi)存，因此就會(huì)存在緩存一致性問(wèn)題。為了解決一致性的問(wèn)題，需要各個(gè)處理器訪問(wèn)緩存時(shí)都遵循一些協(xié)議，在讀寫時(shí)要根據(jù)協(xié)議來(lái)進(jìn)行操作，這類協(xié)議有MSI、MESI等。

JMM

JMM內(nèi)存模型將內(nèi)容分為了線程私有內(nèi)存與主內(nèi)存兩部分，其與我們之前提到的硬件內(nèi)存模型的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下所示：

私有內(nèi)存與主內(nèi)存的交互由如下八種操作控制：

3. 可見(jiàn)行與 volatile 關(guān)鍵字

一言以蔽之，volatile 關(guān)鍵字通過(guò)內(nèi)存屏障的形式來(lái)阻止指令重排，以維護(hù)變量的有序性與可見(jiàn)行。

一行代碼到執(zhí)行的過(guò)程中要經(jīng)歷以下的階段：

volatile 關(guān)鍵字有如下兩個(gè)作用：

• 保證被 volatile 修飾的共享變量對(duì)所有線程總是可見(jiàn)的，也就是當(dāng)一個(gè)線程修改了被 volatile 修飾共享變量的值，新值總是可以被其他線程立即得知。

• 禁止指令重排序優(yōu)化。

JVM中提供了四類內(nèi)存屏障指令：

• loadload：兩個(gè)讀取操作之間

• storestore：兩個(gè)寫操作之間

• loadstore：讀寫操作之間

• storelosd：寫讀操作之間

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