jvm - （Java内存模型） - 面试宝典

怼烎@ 2024-03-24 22:36 117阅读 0赞

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JVM（Java Virtual Machine）是Java虚拟机的缩写，它是Java程序运行的基础。Java内存模型（Java Memory Model，简称JMM）定义了Java程序中多线程并发访问共享变量的规则。 下面是一个简单的示例代码，展示了Java内存模型的一些特性：

javaCopy codepublic class JVMExample {
        private static boolean flag = false;
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            Thread thread1 = new Thread(() -> {
                while (!flag) {
                    // 空循环
                }
                System.out.println("Thread 1 finished.");
            });
            Thread thread2 = new Thread(() -> {
                flag = true;
                System.out.println("Thread 2 finished.");
            });
            thread1.start();
            Thread.sleep(1000); // 等待1秒钟，确保线程1已经开始执行
            thread2.start();
            thread1.join();
            thread2.join();
            System.out.println("Main thread finished.");
        }
    }

这段代码创建了两个线程，一个线程不断地检查`flag`的值是否为`false`，另一个线程将`flag`的值改为`true`。如果JVM的内存模型能够正确地工作，那么第一个线程应该能够在第二个线程修改`flag`的值后退出循环。 JVM的内存模型确保了线程之间的可见性和有序性。可见性是指一个线程对共享变量的修改对其他线程是可见的，有序性是指程序的执行顺序与代码的顺序一致。 需要注意的是，以上代码只是用来展示Java内存模型的特性，并不是一个合理的线程同步实现。在实际开发中，应该使用`volatile`关键字、`synchronized`关键字或者`java.util.concurrent`包中的锁机制来保证线程之间的同步和正确性。

**目录**

jvm - （Java内存模型） - 面试宝典

1. JVM内存结构

2. Java内存模型（Java Memory Model）

3. Java内存模型的应用

4. 总结

--------------------

### jvm - （Java内存模型） - 面试宝典 ###

Java虚拟机（JVM）是Java平台的核心组成部分，它负责执行Java程序。在JVM中，内存模型是一个重要的概念，它定义了Java程序在内存中的存储和访问规则。本文将介绍JVM的内存模型及其相关知识，帮助读者更好地理解Java的内存管理。

### 1. JVM内存结构 ###

JVM的内存可以分为以下几个部分：

*  方法区（Method Area）：用于存储类的信息、常量、静态变量等。在JDK8及之前的版本中，方法区被实现为永久代（Permanent Generation）。而在JDK8以后的版本中，永久代被元空间（Metaspace）所取代。
 *  Java堆（Java Heap）：用于存储对象实例。在堆中创建的对象都会被自动进行垃圾回收。
 *  Java栈（Java Stack）：用于存储局部变量、方法参数和方法调用的信息。每个线程在运行时都会拥有一个独立的栈。
 *  本地方法栈（Native Method Stack）：用于存储本地方法的信息。
 *  程序计数器（Program Counter）：用于记录当前线程所执行的字节码指令的地址。

### 2. Java内存模型（Java Memory Model） ###

Java内存模型定义了Java程序中多线程并发访问共享变量的规则。它保证了多线程环境下的内存可见性、有序性和原子性。Java内存模型的主要特点包括：

*  主内存（Main Memory）：所有线程共享的内存区域，包含了所有的共享变量。
 *  工作内存（Working Memory）：每个线程独立的内存区域，包含了线程私有的变量副本。
 *  内存交互操作：Java内存模型定义了一系列的内存交互操作，包括读取、写入、锁定和解锁等。这些操作会对主内存和工作内存进行同步，保证共享变量的一致性。
 *  Happens-Before关系：Java内存模型通过Happens-Before关系来指定内存操作的顺序性。Happens-Before关系可以通过程序顺序规则、volatile变量规则、锁规则和传递性规则来进行推导。

### 3. Java内存模型的应用 ###

Java内存模型的理解对于编写正确并发程序至关重要。通过合理地使用同步机制（如synchronized关键字、volatile变量、Lock等），我们可以保证多线程环境下的数据一致性和线程安全性。此外，了解Java内存模型还有助于我们优化程序性能，避免不必要的同步开销。

### 4. 总结 ###

Java虚拟机的内存模型是Java程序的重要组成部分，它定义了Java程序在内存中的存储和访问规则。了解JVM的内存结构和Java内存模型对于编写高效、正确的Java程序至关重要。在多线程环境下，合理地使用同步机制可以保证数据一致性和线程安全性。同时，通过优化内存访问，我们可以提升程序的性能。深入理解JVM的内存模型将有助于我们在面试中更好地回答与Java内存管理相关的问题。

> 参考资料：
> 
>  *  [Java虚拟机规范（Java SE 8版）][Java_Java SE 8]
>  *  [Understanding Java Memory Model][]
>  *  [Java内存模型与线程][Java]

[898bfa20b84e2a5bc337185317e382d4.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/13/894ed66c270b451faf336fc50c18fca7.png
[Java_Java SE 8]: https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/index.html
[Understanding Java Memory Model]: https://www.baeldung.com/java-memory-model
[Java]: https://www.jianshu.com/p/6f6bb2a3a0c2