Java內存模型、JVM內存結構和Java對象模型

JVM內存結構

咱們都知道，Java代碼是要運行在虛擬機上的，而虛擬機在執行Java程序的過程當中會把所管理的內存劃分爲若干個不一樣的數據區域，這些區域都有各自的用途。其中有些區域隨着虛擬機進程的啓動而存在，而有些區域則依賴用戶線程的啓動和結束而創建和銷燬。在《Java虛擬機規範（Java SE 8）》中描述了JVM運行時內存區域結構以下：

各個區域的功能不是本文重點，就不在這裏詳細介紹了。這裏簡單提幾個須要特別注意的點：

一、以上是Java虛擬機規範，不一樣的虛擬機實現會各有不一樣，可是通常會遵照規範。

二、規範中定義的方法區，只是一種概念上的區域，並說明了其應該具備什麼功能。可是並無規定這個區域到底應該處於何處。因此，對於不一樣的虛擬機實現來講，是由必定的自由度的。

三、不一樣版本的方法區所處位置不一樣，上圖中劃分的是邏輯區域，並非絕對意義上的物理區域。由於某些版本的JDK中方法區實際上是在堆中實現的。

四、運行時常量池用於存放編譯期生成的各類字面量和符號應用。可是，Java語言並不要求常量只有在編譯期才能產生。好比在運行期，String.intern也會把新的常量放入池中。

五、除了以上介紹的JVM運行時內存外，還有一塊內存區域可供使用，那就是直接內存。Java虛擬機規範並無定義這塊內存區域，因此他並不禁JVM管理，是利用本地方法庫直接在堆外申請的內存區域。

六、堆和棧的數據劃分也不是絕對的，如HotSpot的JIT會針對對象分配作相應的優化。

如上，作個總結，JVM內存結構，由Java虛擬機規範定義。描述的是Java程序執行過程當中，由JVM管理的不一樣數據區域。各個區域有其特定的功能。

 

Java內存模型

Java內存模型看上去和Java內存結構（JVM內存結構）差很少，不少人會誤覺得二者是一回事兒，這也就致使面試過程當中常常答非所問。

在前面的關於JVM的內存結構的圖中，咱們能夠看到，其中Java堆和方法區的區域是多個線程共享的數據區域。也就是說，多個線程可能能夠操做保存在堆或者方法區中的同一個數據。這也就是咱們常說的「Java的線程間經過共享內存進行通訊」。

Java內存模型是根據英文Java Memory Model（JMM）翻譯過來的。其實JMM並不像JVM內存結構同樣是真實存在的。他只是一個抽象的概念。JSR-133: Java Memory Model and Thread Specification中描述了，JMM是和多線程相關的，他描述了一組規則或規範，這個規範定義了一個線程對共享變量的寫入時對另外一個線程是可見的。

那麼，簡單總結下，Java的多線程之間是經過共享內存進行通訊的，而因爲採用共享內存進行通訊，在通訊過程當中會存在一系列如可見性、原子性、順序性等問題，而JMM就是圍繞着多線程通訊以及與其相關的一系列特性而創建的模型。JMM定義了一些語法集，這些語法集映射到Java語言中就是volatile、synchronized等關鍵字。

在Java中，JMM是一個很是重要的概念，正是因爲有了JMM，Java的併發編程才能避免不少問題。這裏就不對Java內存模型作更加詳細的介紹了，想了解更多的朋友能夠參考《Java併發編程的藝術》。

 

 

Java對象模型

Java是一種面向對象的語言，而Java對象在JVM中的存儲也是有必定的結構的。而這個關於Java對象自身的存儲模型稱之爲Java對象模型。

HotSpot虛擬機中，設計了一個OOP-Klass Model。OOP（Ordinary Object Pointer）指的是普通對象指針，而Klass用來描述對象實例的具體類型。

每個Java類，在被JVM加載的時候，JVM會給這個類建立一個instanceKlass，保存在方法區，用來在JVM層表示該Java類。當咱們在Java代碼中，使用new建立一個對象的時候，JVM會建立一個instanceOopDesc對象，這個對象中包含了對象頭以及實例數據。

 

 

總結

咱們再來區分下JVM內存結構、 Java內存模型 以及 Java對象模型 三個概念。

JVM內存結構，和Java虛擬機的運行時區域有關。

Java內存模型，和Java的併發編程有關。

Java對象模型，和Java對象在虛擬機中的表現形式有關。

 

來源：

http://www.hollischuang.com/archives/2509