JVM學習筆記——java內存模型

概述

JVM規範但願定義一套java內存模型（java memory model，JMM），使得java程序在不一樣的硬件平臺下面都能展示出一致的內存訪問機制。
java內存模型規定全部變量保存在主內存中，每一個線程有本身的工做內存。線程的工做內存中保存了該線程使用到的變量的主內存拷貝，線程對變量的全部操做都必須在工做內存中進行，而不能直接讀寫主內存中的變量。不一樣的線程之間沒法直接訪問對方的工做內存，需經過主內存才能進行變量的傳遞。java內存模型圍繞原子性、有序性、可見性三個方面展開。

內存間交互操做

關於變量在工做內存和主內存之間的傳遞，java內存模型定義瞭如下8種原子操做：

1. lock：做用於主內存變量
2. unlock：做用於主內存變量
3. read：做用於主內存變量
4. load：做用於工做內存變量
5. use：做用工做內存變量
6. assign：做用於工做內存變量
7. store：做用於工做內存變量
8. write：做用於主內存變量
   JVM保證了以上8種操做的原子性。這8種操做還有一些特殊的規則：

volatile變量保證了可見性與有序性，volatile變量的操做也須要遵循一些特殊的規則：

先行發生原則：

基於棧的指令

JVM指令是基於棧的指令架構，與之相對的是基於寄存器的指令，如x86平臺。基於棧的指令集的優勢是可移植，缺點是執行速度慢。

下面的基於棧的指令例子中，也有load、store等操做，這些屬於工做內存中的操做，與內存之間的那8種原子操做不同。
咱們可使用javap -c去獲取java代碼的字節碼。字節碼是運行在JVM上的指令。咱們翻譯一段簡單的程序。看看基於棧的指令是如何工做的。

public int calc() {
    int a = 100;
    int b = 200;
    int c = 300;
    return (a+b)*c;
}

public int calc();
    Code:
       0: bipush        100
       2: istore_1
       3: sipush        200
       6: istore_2
       7: sipush        300
      10: istore_3
      11: iload_1
      12: iload_2
      13: iadd
      14: iload_3
      15: imul
      16: ireturn

volatile的JVM指令

我試着去比較帶volatile的程序和不帶volatile的程序，javap以後顯示，它們的字節碼是沒有區別的。若是咱們再深刻一層去看JIT以後的跟CPU強相關的指令，應該會發現不一樣。