JVM内存模型jmm

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java内存模型(java Memory Model)是一种符合内存模型规范，屏蔽硬件及操作系统的差异，保证java程序在不同平台下的内存访问效果一致性的机制及规范。

本文整理自-深入理解JVM-内存模型（jmm）和GC的上半部分

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一、电脑内存模型

1. 背景

随着cpu的发展，内存的读写速度远远赶不上cpu。因此，cpu的厂商在每颗cpu上加上了高速缓存，作为cpu和内存间的缓冲区域。

2.带来的问题

每个cpu各自的一套缓存(一级缓存、二级缓存、三级缓存),如何保证多处理器运算到同一个内存区域时的数据一致性？

3. 解决方法

为了解决这个问题，各个处理器需要遵循缓存一致性协议与主存交互

在cpu层面，内存屏障(Memory Barrier)提供了支持(硬件层支持)：

1. 内存屏障的类型

硬件层的内存屏障分为:Load Barrier(读屏障)和Store Barrier(写屏障)

2. 内存屏障作用

1.cpu执行指令可能是；无序的，内存屏障可以组织屏障两侧进行指令重排。
2.强制把写缓冲区/高速缓存中的数据失效，从而强制从主存中获取。

3. java中的生成jvm内存屏障

使用关键词volatitle修饰变量

相当于变量读写加锁

public class VolatitleValue {
    private String value;
    public synchronized String get(){
        return value;
    }

    public synchronized  void set(String value){
        this.value = value;
    }
}

4. volatile变量特性

1.可见性，该变量的读一定可以看到读之前最后的写
2.原子性，对于该变量的读写具有原子性。

java内存区域

jvm主要有 sun的HotSpot/JRockit和IBM的IBMJVM,其中HotSpot为主流，在此探讨HotSpot虚拟机。

1. Java内存模型（Java Memory Model ,JMM）

如开题所说，jmm是jvm的一种规范。使语言不能直接访问硬件内存，作为中转以解决各硬件和操作系统的差异问题。

虚拟机五大数据区域

方法区、堆是线程共享的
栈、本地方法栈、计数器是线程私有的

1. 计数器

线程执行java方法时指向字节码，方便cpu线程切换时切换回正确位置

注：内存中唯一没有OutOfMemoryError的区域

2 虚拟机栈

由栈帧组成，每个方法执行的时候都会创建栈帧存储变量表，操作栈，动态链接，方法出入口等。

注：方法调用入栈，调用完出栈。局部变量表大小在方法运行前就完全确定了

3. 本地方法栈

虚拟机栈调用的是java方法(字节码文件),本地方法栈则是调动native方法(c、c++)的实现方法

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以下为线程共有的

4. 堆

一般来说对象实例及数组都是在堆上被分配内存。堆作为最大的内存区域也是GC(内存回收机制)主要管理的区域。根据规范，堆可以存在与物理上不连续的内存空间，可设定固定大小也可扩展。(-Xmx和-Xms)。

注：没有内存可分配会报OOM(OutOfMemory)

5. 方法区

存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、静态方法、静态代码块。

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再回顾一下
线程私有的:

区域名	作用
计数器	cpu线程切换后找到正确位置
jvm栈	引用java方法
native栈	引用本地c/c++方法及功能

线程共享的:

区域名	作用
堆	对象实例、数组
方法区	类的静态信息

3. 对象在内存中的结构

   1.对象头//
   2.数据实体//对象信息
   3.对齐填充//占位

对象头(markword)说明：

1. 64操作系统下16字节(开启指针压缩12)
2. synchronized的锁信息就存储在这里
3. 根据锁位偏移有四种锁状态无锁态、偏向锁、轻量级锁、重量级锁

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