初涉Java内存模型
文章目录
Java内存模型
一、Java程序执行流程
如图所示
首先Java源代码文件(.java后缀)会被Java编译器编译为字节码文件(.class后缀)，
然后由JVM中的类加载器加载各个类的字节码文件，
加载完毕之后，交由JVM执行引擎执行。
Java内存模型指的就是Runtime Data Area（运行时数据区），即程序执行期间用到的数据和相关信息保存区。
二、Java内存模型
根据 JVM 规范，JVM 内存共分为虚拟机栈、堆、方法区、程序计数器、本地方法栈五个部分。结构如下图：
1）PC程序计数器
- 每个线程对应有一个程序计数器。
- 各线程的程序计数器是线程私有的，互不影响，是线程安全的。
- 程序计数器记录线程正在执行的内存地址，以便被中断线程恢复执行时再次按照中断时的指令地址继续执行
2）Java栈JavaStack（虚拟机栈JVM Stack）：（先进后出）
- 每个线程会对应一个Java栈；
- 每个Java栈由若干栈帧组成；
- 每个方法对应一个栈帧；
- 栈帧在方法运行时，创建并入栈；方法执行完，该栈帧弹出栈帧中的元素作为该方法返回值，该栈帧被清除；
- 栈顶的栈帧叫活动栈，表示当前执行的方法，活动栈才可以被CPU执行；
- 线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，将抛出*Error异常；
- 栈扩展时无法申请到足够的内存，就会抛出OutOfMemoryError异常；
栈帧结构：
3）方法区MethodArea
- 方法区是Java堆的永久区（PermanetGeneration），意思就是里面的内容很少做垃圾回收，注意是很少，并不是没有。
- 方法区存放了要加载的类的信息（名称、修饰符等）、类中的静态常量、类中定义为final类型的常量、类中的Field信息、类中的方法信息
- 方法区是被Java线程共享的
- 方法区要使用的内存超过其允许的大小时，会抛出OutOfMemoryError: PremGen space的错误信息。
4）常量池ConstantPool
- 常量池是方法区的一部分。
- 常量池中存储两类数据：字面量和引用量。
- 字面量：字符串、final变量等。
- 引用量：类/接口、方法和字段的名称和描述符
- 常量池在编译期间就被确定，并保存在已编译的.class文件中
5）本地方法栈Native Method Stack
- 本地方法栈和Java栈所发挥的作用非常相似，区别不过是Java栈为JVM执行Java方法服务，而本地方法栈为JVM执行Native方法（方法前面带有native关键字，是其他语言实现的）服务。
- l 本地方法栈也会抛出*Error和OutOfMemoryError异常。
三、Java内存模型工作示意图
说明：
- 首先类加载器将Java代码加载到方法区
- 然后执行引擎从方法区找到main方法
- 为方法创建栈帧放入方法栈，同时创建该栈帧的程序计数器
- 执行引擎请求CPU执行该方法
- CPU将方法栈数据加载到工作内存（寄存器和高速缓存），执行该方法
- CPU执行完之后将执行结果从工作内存同步到主内存
线程计算的时候，原始的数据来自内存，在计算过程中，有些数据可能被频繁读取，这些数据被存储在寄存器和高速缓存中，当线程计算完后，这些缓存的数据在适当的时候应该写回内存。
当多个线程同时读写某个内存数据时，就会产生多线程并发问题，要解决这些问题就涉及到多线程编程三个特性：原子性，有序性，可见性。
应该写回内存。
篇幅长了看不下去，其他多线程知识总结在其他博客中~