JVM運行時數據區與JMM內存模型是什么

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1. JVM 運行時數據區

JVM運行時數據區可以分為元空間，堆，虛擬機棧，本地方法棧，程序計數器五大塊。

• 元空間（方法區）：存放類模版對象，是線程共享的區域，在磁盤上，一般不會GC

• 堆空間：線程共享的區域，對象創建與GC的主要陣地

• 虛擬機棧：線程私有的，基本組成單位是棧幀，每個棧幀對應一個方法，棧幀組成如下

• 局部變量表：存放方法變量信息

• 操作數棧：方法運行的區域

• 動態鏈接：指向方法模板對象，與虛方法表一起實現方法重寫

• 返回地址：方法的返回地址

• 本地方法棧：線程私有，本地方法的執行區域

• 程序計數器：線程私有，負責在線程上下文切換的過程中記錄線程執行到了哪個位置

2. JMM 內存模型

硬件內存模型

通常情況下，當CPU需要讀取主存時，它會將主存的部分讀到CPU緩存中或者內部寄存器中，然后在寄存器中執行操作。當CPU需要將結果寫回到主存中去時，它會將內部寄存器的值刷新到緩存中，然后在某個時間點將值刷新回主存。

在多處理器系統中，每個處理器都有自己的高速緩存，而它們又共享同一主內存，因此就會存在緩存一致性問題。為了解決一致性的問題，需要各個處理器訪問緩存時都遵循一些協議，在讀寫時要根據協議來進行操作，這類協議有MSI、MESI等。

JMM

JMM內存模型將內容分為了線程私有內存與主內存兩部分，其與我們之前提到的硬件內存模型的對應關系如下所示：

私有內存與主內存的交互由如下八種操作控制：

3. 可見行與 volatile 關鍵字

一言以蔽之，volatile 關鍵字通過內存屏障的形式來阻止指令重排，以維護變量的有序性與可見行。

一行代碼到執行的過程中要經歷以下的階段：

volatile 關鍵字有如下兩個作用：

• 保證被 volatile 修飾的共享變量對所有線程總是可見的，也就是當一個線程修改了被 volatile 修飾共享變量的值，新值總是可以被其他線程立即得知。

• 禁止指令重排序優化。

JVM中提供了四類內存屏障指令：

• loadload：兩個讀取操作之間

• storestore：兩個寫操作之間

• loadstore：讀寫操作之間

• storelosd：寫讀操作之間

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