别再混淆了!JVM内存模型和Java内存模型的本质区别

JVM 内存模型(JVM Memory Model)和 Java 内存模型(Java Memory Model, JMM)是 Java 开发中两个非常重要的概念,但这两个概念很容易被搞混,所以本文就来通俗易懂的讲讲二者的区别。

首先,我们先来看看各自的概念,以及其解决的问题。

1.JVM内存模型

  • 定位:JVM 在运行 Java 程序时对物理内存的具体划分和管理方式,用来保证 Java 程序正常执行的。

  • 目的:定义 Java 程序在运行时如何分配、使用和回收内存。
  • 核心组成
    • 堆(Heap):存储对象实例(所有线程共享)。
    • 方法区(Method Area):存储类信息、常量等(JDK8 后由元空间实现)。
    • 虚拟机栈(VM Stack):存储方法的局部变量、操作数栈(每个线程私有)。
    • 本地方法栈(Native Method Stack):服务于 JVM 调用本地方法。
    • 程序计数器(Program Counter Register):记录线程当前执行的指令地址。
  • 关注点:内存的分配、垃圾回收(GC)、内存泄漏等问题。

JVM不划分内存区域行不行?

从理论上来讲可能是可行的,但从程序的运行效率、垃圾回收的效率等方面来讲不划分内存区域,所有的信息放到一起,其效率是非常慢的,是不能被允许的。

并且不划分区域可能会导致关键数据易被污染的问题,例如方法区存储的类元数据(如类结构、静态变量)需要长期存在且全局共享,若与临时变量混存,可能导致类信息被意外覆盖。例如,在热加载类时,新类元数据可能覆盖正在被其他线程使用的旧版本,引发不可预知的错误。

所以综合来看,JVM 必须按存储的数据类型划分为不同的数据区域,以提升程序的执行和垃圾回收的效率,并且可以减少程序在运行时的一些不必要的问题,这就是 JVM 内存模型所解决的问题。

2.Java内存模型

  • 定位:Java 语言规范(JLS)定义的多线程环境下内存访问的规则和约束的一种规范

  • 目的:解决多线程并发时的内存可见性、原子性、有序性问题,确保线程间正确通信。
  • 核心概念
    • 主内存(Main Memory):所有线程共享的内存区域。
    • 工作内存(Working Memory):每个线程私有的内存副本(可能对应 CPU 寄存器或缓存)。
    • happens-before原则:定义操作之间的偏序关系,确保可见性。
    • 内存屏障(Memory Barriers):禁止指令重排序的机制。
  • 关注点:如何通过 synchronized、volatile 等关键字或并发工具类保证线程安全。
  • 示例场景:解决多线程下共享变量的不可见性(如使用 volatile 禁止指令重排序)。

PS:也就是说“Java 内存模型”主要是保证 Java 在多线程下正常运行的一种机制(或规定)。

小结

JVM内存模型

Java内存模型(JMM)

范畴

JVM 实现层面的内存区域划分

多线程并发编程的内存访问规则

主要目标

内存分配、回收和管理

解决线程间的可见性、有序性和原子性问题

具体实现

堆、栈、方法区等物理内存划分

volatile、synchronized 等语义

篇幅有限,资料已整理成文档,查看下方名片获取!

### JVM内存模型Java内存模型区别联系 #### 区别 1. **定义范围** - JVM内存模型描述的是Java虚拟机运行时的数据区域划分及其作用,主要关注于JVM内部的内存结构[^2]。它涵盖了程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈、堆、方法区等多个部分。 - Java内存模型(JMM)则专注于多线程环境下的内存可见性操作顺序问题,主要用于解决并发编程中的同步一致性问题[^3]。 2. **目标用途** - JVM内存模型的目标是提供一种机制来支持Java应用程序的执行,确保程序能够在不同的硬件平台上一致地运行[^4]。 - JMM的主要目的是为开发者提供一套规则,用于控制变量在多个线程之间的访问行为以及优化编译器处理器的行为[^5]。 3. **具体组成部分** - 在JVM内存模型中,存在诸如堆、栈、方法区等具体的物理内存区域[^1]。 ```java public class Example { int a; // 存储在堆中 static String b = "test"; // 存储在方法区或元空间中 void method(int c) { // 局部变量c存储在栈中 System.out.println(c); } } ``` - 而JMM更注重逻辑上的主内存工作内存的概念,其中主内存代表所有线程共享的部分,而每个线程都有自己独立的工作内存[^3]。 4. **实现细节** - JVM内存模型的具体实现依赖于底层操作系统及硬件架构的支持,例如堆大小调整策略可能因平台不同有所差异[^5]。 - 对于JMM来说,其规定了一系列happens-before原则以保障跨线程间通信的安全性,而不涉及实际物理地址布局等问题。 #### 联系 1. **共同服务于Java应用开发** - 尽管两者侧重点各异,但都旨在提升Java语言的功能特性并简化程序员编写高效可靠软件的过程[^2]。 2. **交互关系密切** - 当讨论到某些特定场景下(比如volatile关键字或者synchronized锁),会发现它们既涉及到JMM关于原子性的定义同时也关联到了JVM对于相应指令序列化处理方式等内容[^3]。 3. **抽象层次互补** - 可以认为JVM内存模型处于较低级别的层面,提供了基础支撑;而JMM是在此基础上构建起来的一个更高维度视角,用来指导复杂业务逻辑设计时考虑潜在风险因素。 ---
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