jvm内存模型划分(java内存模型 jvm内存模型)

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一、java中的内存模型划分是这样的嘛?

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JVM有一个存储程序元数据的区域：线程/对象结构/安全/内存状态。Java程序可以通过API访问数据。

Java程序本身生成的变量/对象存储在堆上，可以被任何线程访问，这就创造了<线程安全>编程方法论。p>

"“线程变量”的实现方法是一个以线程ID为主键的映射，具体实现可以参见Java源码。

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二、一文搞定JMM(java内存模型)深入探讨Java内存模型：原子性、可见性和顺序的无缝协作
在Java世界中，数据一致性是并发编程的关键。Java内存模型(JMM)是该领域的重要基石，它提供了一套清晰的规则，定义了变量如何在主内存和工作内存之间交互，以确保多线程环境中的数据同步。JMM虽然没有与硬件内存架构完全同步，但是它解决了多线程数据一致性的问题。
我们先来了解一下JMM的核心概念。所有变量都存储在主存中，而工作内存是线程特定的，负责存储线程特定的变量。JMM和JVM之间有明确的界限。前者规范变量访问，而后者则是执行环境的实际承载者。对于实例变量，它们存储在堆上的主内存中，线程之间的数据同步依赖于工作内存中的复制机制。
JMM通过原子操作来保证数据同步，原子操作包括lock、unlock、read、load、use、allocate、store、write等一系列操作。以保证数据的一致性。例如，变量在写入主内存之前必须从工作内存加载或分配，一次只有一个线程可以持有锁，并且锁释放操作必须首先刷新主内存。。
原子性是JMM的核心特性。Java中对基本类型的操作是原子的，但在32位系统上，对long和double类型的操作不是原子的。可见性确保对共享变量的修改立即被其他线程识别，而顺序则维持多线程代码的执行顺序，而易变性和同步/锁定机制在这里发挥着重要作用。
JMM基于先发生原则解决了原子性、可见性和顺序问题。编译器和处理器遵循串行语义，就好像它们是为了避免对数据相关操作进行重新排序一样。Java5中引入的JSR-133内存模型就是利用这个原理来保证并发程序的正确运行。例如，易失性提供轻量级同步，确保共享变量的可见性，并禁止指令重新排序。
我们以volatile关键字为例。当一个线程修改易失性变量时，其他线程会立即意识到更改，从而防止数据安全问题。同时，JVM提供了lfence和sfence等内存屏障，它们在内存可见性和操作顺序方面发挥着重要作用。例如，在DoubleCheckLock单例模式下，内存屏障确保初始化和引用设置的正确顺序。防止重新排序会导致问题。
指令重排序是单线程环境下的一种优化，但在多线程环境下会导致线程安全问题。JMM通过内存屏障限制编译器和处理器的行为，以确保易失性语义得到正确实现。编译器在读取易失性变量后插入任何必要的内存屏障（例如StoreLoad屏障）以确保一致性。
在现实编程中，您必须理解并使用这些概念，以确保并发代码的正确性和效率。例如，遵循保守策略的瞬态写操作可以确保可见性，但会增加写操作的开销。在某些处理器上，编译器会根据硬件特性进行优化。例如，X86处理器通常会放弃不必要的内存屏障。
总的来说，Java内存模型就像一个精密的协调器，通过一套规则和机制保证多线程环境下的数据一致性，使得并发编程更加强大和可靠。理解和掌握这些原理是任何Java开发人员提高并发编程能力的唯一途径。