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工作之余，想总结一下JVM相关知识。

 

Java运行时数据区：

Java虚拟机在执行Java程序的过程中会将其管理的内存划分为若干个不同的数据区域，这些区域有各自的用途、创建和销毁的时间，有些区域随虚拟机进程的启动而存在，有些区域则是依赖用户线程的启动和结束来建立和销毁。Java虚拟机所管理的内存包括以下几个运行时数据区域，如图：

1、程序计数器：指向当前线程正在执行的字节码指令。线程私有的。

2、虚拟机栈：虚拟机栈是Java执行方法的内存模型。每个方法被执行的时候，都会创建一个栈帧，把栈帧压人栈，当方法正常返回或者抛出未捕获的异常时，栈帧就会出栈。

（1）栈帧：栈帧存储方法的相关信息，包含局部变量数表、返回值、操作数栈、动态链接

a、局部变量表：包含了方法执行过程中的所有变量。局部变量数组所需要的空间在编译期间完成分配，在方法运行期间不会改变局部变量数组的大小。

b、返回值：如果有返回值的话，压入调用者栈帧中的操作数栈中，并且把PC的值指向 方法调用指令 后面的一条指令地址。

c、操作数栈：操作变量的内存模型。操作数栈的最大深度在编译的时候已经确定（写入方法区code属性的max_stacks项中）。操作数栈的的元素可以是任意Java类型，包括long和double，32位数据占用栈空间为1，64位数据占用2。方法刚开始执行的时候，栈是空的，当方法执行过程中，各种字节码指令往栈中存取数据。

d、动态链接：每个栈帧都持有在运行时常量池中该栈帧所属方法的引用，持有这个引用是为了支持方法调用过程中的动态链接。

（2）线程私有

3、本地方法栈：

（1）调用本地native的内存模型

（2）线程独享。

4、方法区：用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译后的代码等数据

（1）线程共享的

（2）运行时常量池：

A、是方法区的一部分
B、存放编译期生成的各种字面量和符号引用
C、Class文件中除了存有类的版本、字段、方法、接口等描述信息，还有一项是常量池，存有这个类的 编译期生成的各种字面量和符号引用，这部分内容将在类加载后，存放到方法区的运行时常量池中。

5、堆（Heap）：Java对象存储的地方

（1）Java堆是虚拟机管理的内存中最大的一块

（2）Java堆是所有线程共享的区域

（3）在虚拟机启动时创建

（4）此内存区域的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有对象实例都在这里分配内存。存放new生成的对象和数组

（5）Java堆是垃圾收集器管理的内存区域，因此很多时候称为“GC堆”

 

JMM Java内存模型：

1、 Java的并发采用“共享内存”模型，线程之间通过读写内存的公共状态进行通讯。多个线程之间是不能通过直接传递数据交互的，它们之间交互只能通过共享变量实现。

2、 主要目的是定义程序中各个变量的访问规则。

3、 Java内存模型规定所有变量都存储在主内存中，每个线程还有自己的工作内存。

（1） 线程的工作内存中保存了被该线程使用到的变量的拷贝（从主内存中拷贝过来），线程对变量的所有操作都必须在工作内存中执行，而不能直接访问主内存中的变量。

（2） 不同线程之间无法直接访问对方工作内存的变量，线程间变量值的传递都要通过主内存来完成。

（3） 主内存主要对应Java堆中实例数据部分。工作内存对应于虚拟机栈中部分区域。

4、Java线程之间的通信由内存模型JMM（Java Memory Model）控制。

（1）JMM决定一个线程对变量的写入何时对另一个线程可见。

（2）线程之间共享变量存储在主内存中

（3）每个线程有一个私有的本地内存，里面存储了读/写共享变量的副本。

（4）JMM通过控制每个线程的本地内存之间的交互，来为程序员提供内存可见性保证。

5、可见性、有序性：

（1）当一个共享变量在多个本地内存中有副本时，如果一个本地内存修改了该变量的副本，其他变量应该能够看到修改后的值，此为可见性。

（2）保证线程的有序执行，这个为有序性。（保证线程安全）

6、内存间交互操作：

（1）lock（锁定）：作用于主内存的变量，把一个变量标识为一条线程独占状态。

（2）unlock（解锁）：作用于主内存的变量，把一个处于锁定状态的变量释放出来，释放后的变量才可以被其他线程锁定。

（3）read（读取）：作用于主内存变量，把主内存的一个变量读取到工作内存中。

（4）load（载入）：作用于工作内存，把read操作读取到工作内存的变量载入到工作内存的变量副本中

（5）use（使用）：作用于工作内存的变量，把工作内存中的变量值传递给一个执行引擎。

（6）assign（赋值）：作用于工作内存的变量。把执行引擎接收到的值赋值给工作内存的变量。

（7）store（存储）：把工作内存的变量的值传递给主内存

（8）write（写入）：把store操作的值入到主内存的变量中

6.1、注意：

（1）不允许read、load、store、write操作之一单独出现

（2）不允许一个线程丢弃assgin操作

（3）不允许一个线程不经过assgin操作，就把工作内存中的值同步到主内存中

（4）一个新的变量只能在主内存中生成

（5）一个变量同一时刻只允许一条线程对其进行lock操作。但lock操作可以被同一条线程执行多次，只有执行相同次数的unlock操作，变量才会解锁

（6）如果对