JVM内存结构、内存模型、对象模型的区别

Java作为一种面向对象跨平台的语言，其对象、内存都是比较难的知识点，而且名字听起来很相似，很多人分不清清楚。比如本文要讨论的JVM内存结构、JAVA内存模型和JAVA对象模型，这三个是截然不同的概念。可以说很多高级开发工程师都搞不清楚JVM内存结构、Java内存模型和Java对象模型三者的概念和区别。

首先，者三个概念是完全不同的概念。本文主要对这三个概念加以区分和简单的介绍。

JVM内存结构

大家都知道，Java程序是运行在JVM虚拟机中的而虚拟机在执行Java代码的过程中会把管理内存划分若干个不同的区域，这些区域有各自不同的用途。其中有些区域随虚拟机启动而存在有的则依赖用户启动的线程的启动和销毁。在《虚拟机规范(Java8)》中描述JVM内存结构如下图

下面说一下需要注意的内容：

• 上图是Java虚拟机规范，不同的虚拟机厂商实现会有不同但一般会遵守该规范。
• 规范定义的方法区只是一种概念上的区域并说明了应该有有什么功能。但未规定该区域物理存在何处；所以不同的虚拟机实现有一定的自由度。
• 不同版本的方法区所处的位置不同，上图是逻辑区域并不是绝对物理意义上的区域。因此某些版本的JVM中的方法区在堆种实现。
• 运行时常量池用于存放编译时期生成的各种字面量和符号应用，但是，Java语言并不要求常量只在编译期才能产生，比如运行期，String.intern也会把新的常量放到池中。
• 除了以上介绍JVM内存外还有一块内存区域可以直接使用，那就是直接内存。Java虚拟机规范并没有定义这块内存区域，所以并不有jvm管理，利用本地方法直接向堆外申请内存区域。
• 堆和栈数据划分并不是绝对的，如HotSpot的JIT会针对对象分配做相应的优化。

Java内存模型

在上面JVM内存模型图中我们可以看到，堆和方法区是线程共享的其他区域都是线程独享的；Java内存模型是根据英文JAVA Memory Model翻译过来的。其实JMM并不像JVM内存结构一样真实存在，它是一个抽象概念。JSR-133: Java Memory Model and Thread Specification中描述了，JMM和多线程相关，它描述了一组规则和规范，这个规范定义了一个线程堆共享变量写入时对另一个变量是可见的。
那么，简单的说Java多线程间的通信是靠共享内存的而采用共享内存通信会存在一系列的可见性、原则性和顺序性等问题。JMM围绕着多线程通信以及相关的一系列特性而建立的模型。JMM定义了一些语法，这些语法映射到Java语言中就是volatile,synchronize等关键字。

在JAva中JMM是一个非常重要的概念，由于有了JMM，JAVA并发编程才避免了很多问题。

Java对象模型

Java是一种面向对象语言而Java对象在JVM中存储也有一定的结构，这个关于Java对象自身的存储模型就是Java对象模型。
Hotspot虚拟机设计了一个OOP-Klass Model。OOP( Ordinary Object Pointer )指的是普通对象指针而Klass用来描述对象实例具体的模型。
每一个Java类被加载到JVM中，JVM都会创建一个instanceKlass保存在方法区，用来在JVM层表示该JAVA类。当我们在Java代码中，使用new 创建一个对象时JVM会创建一个instanceOopDesc,这个对象包含了对象头和实例数据。

这就是一个简单的Java对象的OOP-Klass模型，即Java对象模型。

总结

我们再来区分一下这三个概念：

1. JVM内存结构和Java虚拟机运行时区域有关。
2. Java内存模型和Java并发编程有关。
3. Java对象模型和Java对象在虚拟机中表现形式有关。