java內存詳解

2、JAVA中的內存模型

程序運行的時候，內存主要由如下部分組成：

1. 堆：全部線程共享一個堆；存放的都是new 出來的對象；由垃圾回收器回收；
2. 方法區：全部線程共享一個方法區；裏面存放的內容有點雜，能夠認爲是除堆和棧中的其它東西（如類信息，靜態變量，常量，代碼等）；Java虛擬機規範規定能夠不對方法區進行垃圾回收，當並非不回收，主要看具體虛擬機的實現，好比能夠回收一些廢棄常量和無用的類；
3. 程序計數器：也叫PC,存放下一條指令所在單元的地址的地方;
4. JAVA棧：每一個線程都有一個本身的JAVA棧;存放的通常是方法的局部變量，方法出口信息等；方法調用過程當中，自動壓棧出棧；ps：棧空間大小是有限制的；
5. 本地方法棧：與JAVA棧相似，區別是使用的對象不同，本地方法棧是給Native方法使用的，JAVA棧是給JAVA方式使用的；

附一張圖片，會對java虛擬機有個總體的認識；

圖片來自https://www.zybuluo.com/867976167/note/51071

 3、多線程訪問共享內存狀況

當多個線程執行同一個方法的時候，

何時可能會出現異常結果：

多個線程共享一塊內存區域，在不加任何保護狀況下，對其操做；

何時可能會獲得正確的結果：

不使用共享內存，每一個線程內存空間相互獨立；

多線程共享一塊內存區域，可是對這塊共享區域加鎖訪問；

4、實例說明

狀況一（多個線程共享一塊內存區域，在不加任何保護狀況下，對其操做）：

寫一個含靜態方法的類，求和，方法內用了一個靜態全局s（多個線程能夠同時訪問）：

package com.pichen.java.static_;

public class StaticTest {

    private static int s = 0;
    public static int sum(int n){
        s = 0;
        for(int i = 0; i <= n; i++){
            s += i;
            
            try {
                Thread.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return s;
    }
}

寫一個Thread，調用上面的靜態方法：

package com.pichen.java.static_;

public class ThreadCount implements Runnable{


    @Override
    public void run() {
        while(true){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() +":" +StaticTest.sum(100));
            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        
    }

}

寫個Main函數，起三個線程，觀察運行結果，基本都是錯誤的：

package com.pichen.java.static_;


public class Main {

    public static void main(String[] args) {

        ThreadCount t1 = new ThreadCount();
        new Thread(t1).start();
        
        ThreadCount t2 = new ThreadCount();
        new Thread(t2).start();
        
        ThreadCount t3 = new ThreadCount();
        new Thread(t3).start();
    }
}

運行結果不符合預期：

Thread-0:13968
Thread-1:13968
Thread-2:13968
Thread-0:13033
Thread-1:13033
Thread-2:13033
Thread-1:14725
Thread-0:14725

 緣由：多個線程同時對靜態全局變量s進行操做致使；

ps：這裏的例子是靜態全局變量s，其實有不少種狀況會引發結果異常問題，如在main方法中new出了一個對象，new出來的對象是存放在堆中的，多個線程共享，此時若是多線程同時操做該對象的話，也是有可能產生錯誤結果；

狀況二（不使用共享內存，每一個線程內存空間相互獨立）：

修改靜態sum方法，使用局部變量s，以下：

package com.pichen.java.static_;

public class StaticTest {

    private static int s = 0;
    public static int sum(int n){
        int s = 0;
        for(int i = 0; i <= n; i++){
            s += i;
            
            try {
                Thread.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return s;
    }
}

運行程序，結果正確：

Thread-1:5050
Thread-0:5050
Thread-2:5050
Thread-0:5050
Thread-2:5050
Thread-1:5050
Thread-0:5050

狀況三（多線程共享一塊內存區域，可是對這塊共享區域加鎖訪問）：

package com.pichen.java.static_;

public class StaticTest {

    private static int s = 0;
    public synchronized static int sum(int n){
        s = 0;
        for(int i = 0; i <= n; i++){
            s += i;
            
            try {
                Thread.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return s;
    }
}

@author   風同樣的碼農
@blog_urlhttp://www.cnblogs.com/chenpi/

運行程序，結果正確：

Thread-1:5050
Thread-0:5050
Thread-2:5050
Thread-0:5050
Thread-2:5050
Thread-1:5050
Thread-0:5050