Java JMM(Java内存模型)、JVM(JVM内存模型)

Java内存模型（Java Memory Mode，JMM）

Java内存模型

Java的内存模型指定了Java虚拟机如何与计算机的主存（RAM）进行工作，如上图所示，理解Java内存模型对于编写行为正确的并发程序是非常重要的。在JDK1.5以前的版本中，Java内存模型存在着一定的缺陷，在JDK1.5的时候，JDK官方对Java内存模型重新进行了修订，在JDK1.8及最新的JDK版本都沿用了JDK1.5修订的内存模型。

Java的内存模型决定了一个线程对共享变量的写入何时对其他线程可见，Java内存模型定义了线程和主内存之间的抽象关系，具体如下：

• 共享变量存储于主内存之中，每个线程都可以访问。
• 每个线程都有私有的工作内存或者称为本地内存。
• 工作内存只存储该线程对共享变量的副本。
• 线程不能直接操作主内存，只有先操作本地内存之后才能写入主内存。

• 工作内存和Java内存模型一样也是一个抽象的概念，它其实并不存在，它涵盖了缓存、寄存器、编译器优化以及硬件等。

  
  
  Java内存模型与CPU硬件架构交互图

JVM内存模型

JVM内存结构图

1、Class Loader（类加载器）就是将Class文件加载到内存，再说的详细一点就是，把描述类的数据从Class文件加载到内存，并对数据进行校验、转换解析和初始化，最终形成可以被虚拟机直接使用的Java类型，这就是类加载器的作用。
2、Run Data Area（运行时数据区） 就是我们常说的JVM管理的内存了，也是我们这里主要讨论的部分。运行数据区是整个JVM的重点。我们所有写的程序都被加载到这里，之后才开始运行。这部分也是我们这里将要讨论的重点。

数据	描述
Program Counter Register（程序计数器）	线程私有、指向下一条要很执行的指令
Java Stack（Java虚拟机栈）	线程私有，生命周期与线程相同。描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法被执行的时候都会同时创建一个栈帧（Stack Frame）用于存储局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口
Native Method Stack（本地方法栈）	为虚拟机使用到的Native 方法服务
Heap（线程共享）	所有的对象实例以及数组都要在堆上分配，是垃圾收集器管理的主要区域。由于现在收集器基本采用的分代收集算法，所以Java堆中还可以细分：新生代和老生代，更细致一点的有Eden空间、From Survivor空间、To Survivor空间等。
Method Area（方法区）	被多个线程共享的内存区域，它主要用于存储已经被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、JIT编译后的代码等数据。

3、Execution engine（执行引擎） 是Java虚拟机最核心的组成部分之一。执行引擎用于执行指令，不同的java虚拟机内部实现中，执行引擎在执行Java代码的时候可能有解释执行（解释器执行）和编译执行（通过即时编译器产生本地代码执行，例如BEA JRockit），也有可能两者兼备。任何JVM specification实现(JDK)的核心都是Execution engine，不同的JDK例如Sun 的JDK 和IBM的JDK好坏主要就取决于他们各自实现的Execution engine的好坏。
4、Native interface 与native libraries交互，是其它编程语言交互的接口。当调用native方法的时候，就进入了一个全新的并且不再受虚拟机限制的世界，所以也很容易出现JVM无法控制的native heap OutOfMemory。

JVM和JMM之间的关系

JMM中的主内存、工作内存与JVM中的Java堆、栈、方法区等并不是同一个层次的内存划分，这两者基本上是没有关系的，如果两者一定要勉强对应起来，那从变量、主内存、工作内存的定义来看，主内存主要对应于Java堆中的对象实例数据部分，而工作内存则对应于虚拟机栈中的部分区域。从更低层次上说，主内存就直接对应于物理硬件的内存，而为了获取更好的运行速度，虚拟机（甚至是硬件系统本身的优化措施）可能会让工作内存优先存储于寄存器和高速缓存中，因为程序运行时主要访问读写的是工作内存。