目录

1. JVM 运行时数据区

2. Java 内存模型

---

        最近在牛客上看到这样一个帖子，大概就是在面试中呢，被面试官问到了 Java 内存模型，面试的这位小伙呢，也是掌握了 JVM 内存布局的相关知识，但是不知道面试官问的 Java 内存模型到底是什么，实际上呢，面试官就是想问它 JVM 内存布局 ?  但是这二者又是两个完全不同的东西，这直接给小伙干懵了..

为了迎合面试官，我们不得不搞清楚二者的一个区别 >>

1. JVM 运行时数据区

在了解 JVM 运行时数据区之前，咱们可以先简单了解一下 JVM 是怎么运行的。

它的大体执行流程如下：

1. IDEA 将我们写的代码转为字节码文件（.class 文件），再通过类加载器（classLoader）把字节码文件加载到内存中的运行数据区（Runtime Data Area）；
2. 再通过 JVM 自身的执行引擎将字节码翻译成机器码（0/1 指令），然后交给 CPU 执行。
3. 执行过程中，还需要调用本地方法接口，本地方法库，一起实现程序的运行。

        从上图来看，JVM 主要是通过类加载器、运行时数据区、执行引擎、本地库接口 4 个部分来执行Java 程序的。

上述的 JVM 运行时数据区，也叫做 JVM 内存模型，，或者 JVM 内存布局 >>

《Java 虚拟机规范》中 将 JVM（hotspot） 内存模型划分为以下 5 个部分：

1. 程序计数器：用于存储当前线程执行的字节码指令的地址，保证线程恢复执行时能够继续从上次执行到的位置继续执行。

2. Java 虚拟机栈：用于存储 Java 代码中的方法调用和局部变量（不管类型是啥，只要是方法内部定义的变量都叫局部变量），方法调用和返回的时候，虚拟机栈用于保存方法的调用帧。

3. 本地方法栈：与虚拟机栈几乎一模一样，只不过本地方法栈用于存储 C++ 的 Native 方法调用和本地方法的局部变量。

4. 堆：JVM 中最大的一块内存区域，用于存储数组和对象的实例。

5. 方法区：用于存储类的元数据，包括类的结构、属性、方法、静态变量、常量池等。

像方法区，Java 虚拟机栈，程序计数器等区域，在 IDEA 中都能体现出来：

所以程序计数器、Java 虚拟机栈为什么是线程私有的，就能一清二楚了：

• 程序计数器记录的是当前线程执行到哪个地方了，别的线程共享也没有用；
• Java 虚拟机栈存储的是方法调用、局部变量（临时的数据），别的线程不调用我的方法，共享也没有用。

2. Java 内存模型

Java 内存模型指的是 Java Memory Model，而不是 JVM 内存布局，这里千万不能搞混 >>

        Java 内存模型是用来定义线程和内存间的操作规范，是为了解决多线程正确执行的问题的。Java 内存模型规范的定义确保了多线程程序的可见性、有序性和原子性，从而保证了线程间的正确交互和数据一致性。

对于内存可见性、指令重排序所带来的线程安全问题，可以看我的这篇文章：

https://blog.csdn.net/xaiobit_hl/article/details/125959309

Java 内存模型的主要内容：

1. 主内存：所有线程共享的内存区域（包含对象的字段、方法、运行时常量池等数据）；

2. 工作内存：每个线程有自己的工作内存，用于存储主内存的副本数据，线程只能操作工作内存中的数据；

3. 内存间交互操作：线程通过读写操作与主内存进行交互：读操作将数据从主内存复制到工作内存，写操作将修改后的数据刷新到主内存；

4. 原子性：保证基本数据类型的读写操作具有原子性，避免线程安全问题；

5. 可见性：确保一个线程对共享变量的修改，对其他线程可见，避免内存可见性问题；

6. 有序性：保证程序的执行顺序按照一定的规则进行，避免指令重排序问题。

再回过头来看，为什么要有 Java 内存模型：

        目的就是为了利用 CPU 资源（缓存）以及改变代码执行顺序从而提高程序执行速度，但是带来了数据一致性问题，所以需要 Java 内存模型。