拆解Java内存模型JMM和运行时数据区，不再混淆！

2023-03-23 15:19:52

Java 内存模型与运行时数据区：理解内存管理机制的核心

简介

Java 内存模型 (JMM) 和运行时数据区是 Java 虚拟机 (JVM) 的基石，它们共同作用来管理 Java 程序的内存。理解它们的差异对于掌握 Java 的内存管理机制至关重要。本文将从宏观和微观视角深入探讨 JMM 和运行时数据区之间的区别。

宏观视角：内存模型与数据区的概览

Java 内存模型

JMM 定义了线程共享内存的语义和规则。它确保了多线程环境下对变量的访问和更新具有可见性和原子性。简单来说，它协调了不同线程对共享内存的访问。

Java 运行时数据区

JVM 将内存划分为不同的区域，即运行时数据区。这些区域用于存储不同类型的数据和对象，包括程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈、堆、方法区和元空间。

微观视角：理解具体差异

内存模型与数据区的交互

JMM 规范了线程如何与运行时数据区中的数据进行交互。线程通过读写操作访问数据，并遵循 JMM 定义的规则。

内存模型的核心概念

JMM 的核心概念包括：

可见性： 确保一个线程对共享变量的修改对其他线程是可见的。
原子性： 保证对共享变量的读写操作是原子性的，要么全部执行，要么都不执行。
有序性： 规定了对共享变量的读写操作的顺序。

运行时数据区的具体划分

程序计数器： 存储当前正在执行的线程的程序计数器值。
虚拟机栈： 存储局部变量、操作数栈和方法调用信息。
本地方法栈： 存储本地方法的调用信息。
堆：存储动态创建的对象和数组。
方法区： 存储被所有线程共享的类信息、常量和静态变量。
元空间： 存储运行时动态生成的类信息和方法。

代码示例

public class MemoryModelDemo {
    private static int sharedVariable = 0;

    public static void main(String[] args) {
        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            sharedVariable = 1;
        });

        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            while (sharedVariable == 0) {
                // 忙等，等待thread1修改sharedVariable
            }

            System.out.println("sharedVariable has been updated to: " + sharedVariable);
        });

        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}