在學習java的過程中大家會發(fā)現(xiàn)很多的時候有很多的知識點都是比較難學習的,但是也有一些名詞和概念看起來也是非常的相似額,所以很多的人在學習的時候就會經(jīng)常分不清。今天達內(nèi)科技就來給大家講解下java的內(nèi)存結(jié)構(gòu)和模型,讓大家在學習的時候可以分的清楚這些復(fù)雜的知識點。
JVM內(nèi)存結(jié)構(gòu)
我們都知道,Java代碼是要運行在虛擬機上的,而虛擬機在執(zhí)行Java程序的過程中會把所管理的內(nèi)存劃分為若干個不同的數(shù)據(jù)區(qū)域,這些區(qū)域都有各自的用途。
其中有些區(qū)域隨著虛擬機進程的啟動而存在,而有些區(qū)域則依賴用戶線程的啟動和結(jié)束而建立和銷毀。
各個區(qū)域的功能不是本文重點,就不在這里詳細介紹了。這里簡單提幾個需要特別注意的點:
1、以上是Java虛擬機規(guī)范,不同的虛擬機實現(xiàn)會各有不同,但是一般會遵守規(guī)范。
2、規(guī)范中定義的方法區(qū),只是一種概念上的區(qū)域,并說明了其應(yīng)該具有什么功能。但是并沒有規(guī)定這個區(qū)域到底應(yīng)該處于何處。所以,對于不同的虛擬機實現(xiàn)來說,是有一定的自由度的。
3、不同版本的方法區(qū)所處位置不同,上圖中劃分的是邏輯區(qū)域,并不是意義上的物理區(qū)域。因為某些版本的JDK中方法區(qū)其實是在堆中實現(xiàn)的。
4、運行時常量池用于存放編譯期生成的各種字面量和符號應(yīng)用。但是,Java語言并不要求常量只有在編譯期才能產(chǎn)生。比如在運行期,String.intern也會把新的常量放入池中。
5、除了以上介紹的JVM運行時內(nèi)存外,還有一塊內(nèi)存區(qū)域可供使用,那就是直接內(nèi)存。Java虛擬機規(guī)范并沒有定義這塊內(nèi)存區(qū)域,所以他并不由JVM管理,是利用本地方法庫直接在堆外申請的內(nèi)存區(qū)域。
6、堆和棧的數(shù)據(jù)劃分也不是的,如HotSpot的JIT會針對對象分配做相應(yīng)的優(yōu)化。
Java內(nèi)存模型
Java內(nèi)存模型看上去和Java內(nèi)存結(jié)構(gòu)(JVM內(nèi)存結(jié)構(gòu))差不多,很多人會誤以為兩者是一回事兒,這也就導(dǎo)致面試過程中經(jīng)常答非所為。
在前面的關(guān)于JVM的內(nèi)存結(jié)構(gòu)的圖中,我們可以看到,其中Java堆和方法區(qū)的區(qū)域是多個線程共享的數(shù)據(jù)區(qū)域。也就是說,多個線程可能可以操作保存在堆或者方法區(qū)中的同一個數(shù)據(jù)。這也就是我們常說的“Java的線程間通過共享內(nèi)存進行通信”。
Java內(nèi)存模型是根據(jù)英文Java Memory
Model(JMM)翻譯過來的。其實JMM并不像JVM內(nèi)存結(jié)構(gòu)一樣是真實存在的。他只是一個抽象的概念。JSR-133: Java Memory Model
and Thread Specification
中描述了,JMM是和多線程相關(guān)的,他描述了一組規(guī)則或規(guī)范,這個規(guī)范定義了一個線程對共享變量的寫入時對另一個線程是可見的。
那么,簡單總結(jié)下,Java的多線程之間是通過共享內(nèi)存進行通信的,而由于采用共享內(nèi)存進行通信,在通信過程中會存在一系列如可見性、原子性、順序性等問題,而JMM就是圍繞著多線程通信以及與其相關(guān)的一系列特性而建立的模型。JMM定義了一些語法集,這些語法集映射到Java語言中就是volatile、synchronized等關(guān)鍵字。
在JMM中,我們把多個線程間通信的共享內(nèi)存稱之為主內(nèi)存,而在并發(fā)編程中多個線程都維護了一個自己的本地內(nèi)存(這是個抽象概念),其中保存的數(shù)據(jù)是主內(nèi)存中的數(shù)據(jù)拷貝。而JMM主要是控制本地內(nèi)存和主內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)交互的。
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