zhb8015

 不同的平臺(tái)，內(nèi)存模型是不一樣的，但是jvm的內(nèi)存模型規(guī)范是統(tǒng)一的。其實(shí)java的多線程并發(fā)問題最終都會(huì)反映在java的內(nèi)存模型上，所謂線程安全無非是要控制多個(gè)線程對(duì)某個(gè)資源的有序訪問或修改。總結(jié)java的內(nèi)存模型，要解決兩個(gè)主要的問題：可見性和有序性。
我們都知道計(jì)算機(jī)有高速緩存的存在，處理器并不是每次處理數(shù)據(jù)都是取內(nèi)存的。JVM定義了自己的內(nèi)存模型，屏蔽了底層平臺(tái)內(nèi)存管理細(xì)節(jié)，對(duì)于java開發(fā)人員，要清楚在jvm內(nèi)存模型的基礎(chǔ)上，如果解決多線程的可見性和有序性。
       那么，何謂可見性？ 多個(gè)線程之間是不能互相傳遞數(shù)據(jù)通信的，它們之間的溝通只能通過共享變量來進(jìn)行。Java內(nèi)存模型（JMM）規(guī)定了jvm有主內(nèi)存，主內(nèi)存是多個(gè)線程共享的。當(dāng)new一個(gè)對(duì)象的時(shí)候，也是被分配在主內(nèi)存中，每個(gè)線程都有自己的工作內(nèi)存，工作內(nèi)存存儲(chǔ)了主存的某些對(duì)象的副本，當(dāng)然線程的工作內(nèi)存大小是有限制的。當(dāng)線程操作某個(gè)對(duì)象時(shí)，執(zhí)行順序如下：
 (1) 從主存復(fù)制變量到當(dāng)前工作內(nèi)存 (read and load)
 (2) 執(zhí)行代碼，改變共享變量值 (use and assign)
 (3) 用工作內(nèi)存數(shù)據(jù)刷新主存相關(guān)內(nèi)容 (store and write)

JVM規(guī)范定義了線程對(duì)主存的操作指令：read，load，use，assign，store，write。當(dāng)一個(gè)共享變量在多個(gè)線程的工作內(nèi)存中都有副本時(shí)，如果一個(gè)線程修改了這個(gè)共享變量，那么其他線程應(yīng)該能夠看到這個(gè)被修改后的值，這就是多線程的可見性問題。
        那么，什么是有序性呢 ？線程在引用變量時(shí)不能直接從主內(nèi)存中引用,如果線程工作內(nèi)存中沒有該變量,則會(huì)從主內(nèi)存中拷貝一個(gè)副本到工作內(nèi)存中,這個(gè)過程為read-load,完 成后線程會(huì)引用該副本。當(dāng)同一線程再度引用該字段時(shí),有可能重新從主存中獲取變量副本(read-load-use),也有可能直接引用原來的副本 (use),也就是說 read,load,use順序可以由JVM實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)決定。
        線程不能直接為主存中中字段賦值，它會(huì)將值指定給工作內(nèi)存中的變量副本(assign),完成后這個(gè)變量副本會(huì)同步到主存儲(chǔ)區(qū)(store- write)，至于何時(shí)同步過去，根據(jù)JVM實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)決定.有該字段,則會(huì)從主內(nèi)存中將該字段賦值到工作內(nèi)存中,這個(gè)過程為read-load,完成后線 程會(huì)引用該變量副本，當(dāng)同一線程多次重復(fù)對(duì)字段賦值時(shí),比如：

Java代碼  

1. for(int i=0;i<10;i++)   
2.  a++;  

線程有可能只對(duì)工作內(nèi)存中的副本進(jìn)行賦 值,只到最后一次賦值后才同步到主存儲(chǔ)區(qū)，所以assign,store,weite順序可以由JVM實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)決定。假設(shè)有一個(gè)共享變量x，線程a執(zhí)行 x=x+1。從上面的描述中可以知道x=x+1并不是一個(gè)原子操作，它的執(zhí)行過程如下：
1 從主存中讀取變量x副本到工作內(nèi)存
2 給x加1
3 將x加1后的值寫回主 存
如果另外一個(gè)線程b執(zhí)行x=x-1，執(zhí)行過程如下：
1 從主存中讀取變量x副本到工作內(nèi)存
2 給x減1
3 將x減1后的值寫回主存
那么顯然，最終的x的值是不可靠的。假設(shè)x現(xiàn)在為10，線程a加1，線程b減1，從表面上看，似乎最終x還是為10，但是多線程情況下會(huì)有這種情況發(fā)生：
1：線程a從主存讀取x副本到工作內(nèi)存，工作內(nèi)存中x值為10
2：線程b從主存讀取x副本到工作內(nèi)存，工作內(nèi)存中x值為10
3：線程a將工作內(nèi)存中x加1，工作內(nèi)存中x值為11
4：線程a將x提交主存中，主存中x為11
5：線程b將工作內(nèi)存中x值減1，工作內(nèi)存中x值為9
6：線程b將x提交到中主存中，主存中x為9
同樣，x有可能為11，如果x是一個(gè)銀行賬戶，線程a存款，線程b扣款，顯然這樣是有嚴(yán)重問題的，要解決這個(gè)問題，必須保證線程a和線程b是有序執(zhí)行的，并且每個(gè)線程執(zhí)行的加1或減1是一個(gè)原子操作。看看下面代碼：

Java代碼  

1. public class Account {   
2.   
3.     private int balance;   
4.   
5.     public Account(int balance) {   
6.         this.balance = balance;   
7.     }   
8.   
9.     public int getBalance() {   
10.         return balance;   
11.     }   
12.   
13.     public void add(int num) {   
14.         balance = balance + num;   
15.     }   
16.   
17.     public void withdraw(int num) {   
18.         balance = balance - num;   
19.     }   
20.   
21.     public static void main(String[] args) throws InterruptedException {   
22.         Account account = new Account(1000);   
23.         Thread a = new Thread(new AddThread(account, 20), "add");   
24.         Thread b = new Thread(new WithdrawThread(account, 20), "withdraw");   
25.         a.start();   
26.         b.start();   
27.         a.join();   
28.         b.join();   
29.         System.out.println(account.getBalance());   
30.     }   
31.   
32.     static class AddThread implements Runnable {   
33.         Account account;   
34.         int     amount;   
35.   
36.         public AddThread(Account account, int amount) {   
37.             this.account = account;   
38.             this.amount = amount;   
39.         }   
40.   
41.         public void run() {   
42.             for (int i = 0; i < 200000; i++) {   
43.                 account.add(amount);   
44.             }   
45.         }   
46.     }   
47.   
48.     static class WithdrawThread implements Runnable {   
49.         Account account;   
50.         int     amount;   
51.   
52.         public WithdrawThread(Account account, int amount) {   
53.             this.account = account;   
54.             this.amount = amount;   
55.         }   
56.   
57.         public void run() {   
58.             for (int i = 0; i < 100000; i++) {   
59.                 account.withdraw(amount);   
60.             }   
61.         }   
62.     }   
63. }  

第一次執(zhí)行結(jié)果為10200，第二次執(zhí)行 結(jié)果為1060，每次執(zhí)行的結(jié)果都是不確定的，因?yàn)榫€程的執(zhí)行順序是不可預(yù)見的。這是java同步產(chǎn)生的根源，synchronized關(guān)鍵字保證了多個(gè) 線程對(duì)于同步塊是互斥的，synchronized作為一種同步手段，解決java多線程的執(zhí)行有序性和內(nèi)存可見性，而volatile關(guān)鍵字之解決多線 程的內(nèi)存可見性問題。后面將會(huì)詳細(xì)介紹。

synchronized關(guān)鍵字
        上面說了，java用synchronized關(guān)鍵字做為多線程并發(fā)環(huán)境的執(zhí)行有序性的保證手段之一。當(dāng)一段代碼會(huì)修改共享變量，這一段代碼成為互斥區(qū)或臨界區(qū)，為了保證共享變量的正確性，synchronized標(biāo)示了臨界區(qū)。典型的用法如下：

Java代碼  

1. synchronized(鎖){   
2.      臨界區(qū)代碼   
3. }   

為了保證銀行賬戶的安全，可以操作賬戶的方法如下：

Java代碼  

1. public synchronized void add(int num) {   
2.      balance = balance + num;   
3. }   
4. public synchronized void withdraw(int num) {   
5.      balance = balance - num;   
6. }  

剛才不是說了synchronized的用法是這樣的嗎：

Java代碼  

1. synchronized(鎖){   
2. 臨界區(qū)代碼   
3. }  

那么對(duì)于public synchronized void add(int num)這種情況，意味著什么呢？其實(shí)這種情況，鎖就是這個(gè)方法所在的對(duì)象。同理，如果方法是public  static synchronized void add(int num)，那么鎖就是這個(gè)方法所在的class。
        理論上，每個(gè)對(duì)象都可以做為鎖，但一個(gè)對(duì)象做為鎖時(shí)，應(yīng)該被多個(gè)線程共享，這樣才顯得有意義，在并發(fā)環(huán)境下，一個(gè)沒有共享的對(duì)象作為鎖是沒有意義的。假如有這樣的代碼：

Java代碼  

1. public class ThreadTest{   
2.   public void test(){   
3.      Object lock=new Object();   
4.      synchronized (lock){   
5.         //do something   
6.      }   
7.   }   
8. }  

lock變量作為一個(gè)鎖存在根本沒有意義，因?yàn)樗静皇枪蚕韺?duì)象，每個(gè)線程進(jìn)來都會(huì)執(zhí)行Object lock=new Object();每個(gè)線程都有自己的lock，根本不存在鎖競(jìng)爭(zhēng)。
        每個(gè)鎖對(duì)象都有兩個(gè)隊(duì)列，一個(gè)是就緒隊(duì)列，一個(gè)是阻塞隊(duì)列，就緒隊(duì)列存儲(chǔ)了將要獲得鎖的線程，阻塞隊(duì)列存儲(chǔ)了被阻塞的線程，當(dāng)一個(gè)被線程被喚醒 (notify)后，才會(huì)進(jìn)入到就緒隊(duì)列，等待cpu的調(diào)度。當(dāng)一開始線程a第一次執(zhí)行account.add方法時(shí)，jvm會(huì)檢查鎖對(duì)象account 的就緒隊(duì)列是否已經(jīng)有線程在等待，如果有則表明account的鎖已經(jīng)被占用了，由于是第一次運(yùn)行，account的就緒隊(duì)列為空，所以線程a獲得了鎖， 執(zhí)行account.add方法。如果恰好在這個(gè)時(shí)候，線程b要執(zhí)行account.withdraw方法，因?yàn)榫€程a已經(jīng)獲得了鎖還沒有釋放，所以線程 b要進(jìn)入account的就緒隊(duì)列，等到得到鎖后才可以執(zhí)行。
一個(gè)線程執(zhí)行臨界區(qū)代碼過程如下：
1 獲得同步鎖
2 清空工作內(nèi)存
3 從主存拷貝變量副本到工作內(nèi)存
4 對(duì)這些變量計(jì)算
5 將變量從工作內(nèi)存寫回到主存
6 釋放鎖
可見，synchronized既保證了多線程的并發(fā)有序性，又保證了多線程的內(nèi)存可見性。


生產(chǎn)者/消費(fèi)者模式
        生產(chǎn)者/消費(fèi)者模式其實(shí)是一種很經(jīng)典的線程同步模型，很多時(shí)候，并不是光保證多個(gè)線程對(duì)某共享資源操作的互斥性就夠了，往往多個(gè)線程之間都是有協(xié)作的。
        假設(shè)有這樣一種情況，有一個(gè)桌子，桌子上面有一個(gè)盤子，盤子里只能放一顆雞蛋，A專門往盤子里放雞蛋，如果盤子里有雞蛋，則一直等到盤子里沒雞蛋，B專門 從盤子里拿雞蛋，如果盤子里沒雞蛋，則等待直到盤子里有雞蛋。其實(shí)盤子就是一個(gè)互斥區(qū)，每次往盤子放雞蛋應(yīng)該都是互斥的，A的等待其實(shí)就是主動(dòng)放棄鎖，B 等待時(shí)還要提醒A放雞蛋。
如何讓線程主動(dòng)釋放鎖
很簡(jiǎn)單，調(diào)用鎖的wait()方法就好。wait方法是從Object來的，所以任意對(duì)象都有這個(gè)方法。看這個(gè)代碼片段：

Java代碼  

1. Object lock=new Object();//聲明了一個(gè)對(duì)象作為鎖   
2.    synchronized (lock) {   
3.        balance = balance - num;   
4.        //這里放棄了同步鎖，好不容易得到，又放棄了   
5.        lock.wait();   
6. }  

如果一個(gè)線程獲得了鎖lock，進(jìn)入了同步塊，執(zhí)行l(wèi)ock.wait()，那么這個(gè)線程會(huì)進(jìn)入到lock的阻塞隊(duì)列。如果調(diào)用 lock.notify()則會(huì)通知阻塞隊(duì)列的某個(gè)線程進(jìn)入就緒隊(duì)列。
聲明一個(gè)盤子，只能放一個(gè)雞蛋

Java代碼  

1. import java.util.ArrayList;   
2. import java.util.List;   
3.   
4. public class Plate {   
5.   
6.     List<Object> eggs = new ArrayList<Object>();   
7.   
8.     public synchronized Object getEgg() {   
9.         if (eggs.size() == 0) {   
10.             try {   
11.                 wait();   
12.             } catch (InterruptedException e) {   
13.             }   
14.         }   
15.   
16.         Object egg = eggs.get(0);   
17.         eggs.clear();// 清空盤子   
18.         notify();// 喚醒阻塞隊(duì)列的某線程到就緒隊(duì)列   
19.         System.out.println("拿到雞蛋");   
20.         return egg;   
21.     }   
22.   
23.     public synchronized void putEgg(Object egg) {   
24.         if (eggs.size() > 0) {   
25.             try {   
26.                 wait();   
27.             } catch (InterruptedException e) {   
28.             }   
29.         }   
30.         eggs.add(egg);// 往盤子里放雞蛋   
31.         notify();// 喚醒阻塞隊(duì)列的某線程到就緒隊(duì)列   
32.         System.out.println("放入雞蛋");   
33.     }   
34.        
35.     static class AddThread extends Thread{   
36.         private Plate plate;   
37.         private Object egg=new Object();   
38.         public AddThread(Plate plate){   
39.             this.plate=plate;   
40.         }   
41.            
42.         public void run(){   
43.             for(int i=0;i<5;i++){   
44.                 plate.putEgg(egg);   
45.             }   
46.         }   
47.     }   
48.        
49.     static class GetThread extends Thread{   
50.         private Plate plate;   
51.         public GetThread(Plate plate){   
52.             this.plate=plate;   
53.         }   
54.            
55.         public void run(){   
56.             for(int i=0;i<5;i++){   
57.                 plate.getEgg();   
58.             }   
59.         }   
60.     }   
61.        
62.     public static void main(String args[]){   
63.         try {   
64.             Plate plate=new Plate();   
65.             Thread add=new Thread(new AddThread(plate));   
66.             Thread get=new Thread(new GetThread(plate));   
67.             add.start();   
68.             get.start();   
69.             add.join();   
70.             get.join();   
71.         } catch (InterruptedException e) {   
72.             e.printStackTrace();   
73.         }   
74.         System.out.println("測(cè)試結(jié)束");   
75.     }   
76. }  

  執(zhí)行結(jié)果：

Html代碼  

1. 放入雞蛋   
2. 拿到雞蛋   
3. 放入雞蛋   
4. 拿到雞蛋   
5. 放入雞蛋   
6. 拿到雞蛋   
7. 放入雞蛋   
8. 拿到雞蛋   
9. 放入雞蛋   
10. 拿到雞蛋   
11. 測(cè)試結(jié)束  

聲明一個(gè)Plate對(duì)象為plate，被線程A和線程B共享，A專門放雞蛋，B專門拿雞蛋。假設(shè)
1 開始，A調(diào)用plate.putEgg方法，此時(shí)eggs.size()為0，因此順利將雞蛋放到盤子，還執(zhí)行了notify()方法，喚醒鎖的阻塞隊(duì)列的線程，此時(shí)阻塞隊(duì)列還沒有線程。
2 又有一個(gè)A線程對(duì)象調(diào)用plate.putEgg方法，此時(shí)eggs.size()不為0，調(diào)用wait()方法，自己進(jìn)入了鎖對(duì)象的阻塞隊(duì)列。
3 此時(shí)，來了一個(gè)B線程對(duì)象，調(diào)用plate.getEgg方法，eggs.size()不為0，順利的拿到了一個(gè)雞蛋，還執(zhí)行了notify()方法，喚 醒鎖的阻塞隊(duì)列的線程，此時(shí)阻塞隊(duì)列有一個(gè)A線程對(duì)象，喚醒后，它進(jìn)入到就緒隊(duì)列，就緒隊(duì)列也就它一個(gè)，因此馬上得到鎖，開始往盤子里放雞蛋，此時(shí)盤子是 空的，因此放雞蛋成功。
4 假設(shè)接著來了線程A，就重復(fù)2；假設(shè)來料線程B，就重復(fù)3。
整個(gè)過程都保證了放雞蛋，拿雞蛋，放雞蛋，拿雞蛋。

volatile關(guān)鍵字
       volatile是java提供的一種同步手段，只不過它是輕量級(jí)的同步，為什么這么說，因?yàn)?span style="color: red">volatile只能保證多線程的內(nèi)存可見性，不能保證多線程的執(zhí)行有序性。而 最徹底的同步要保證有序性和可見性，例如synchronized。任何被volatile修飾的變量，都不拷貝副本到工作內(nèi)存，任何修改都及時(shí)寫在主 存。因此對(duì)于Valatile修飾的變量的修改，所有線程馬上就能看到，但是volatile不能保證對(duì)變量的修改是有序的。什么意思呢？假如有這樣的代 碼：

Java代碼  

1. public class VolatileTest{   
2.   public volatile int a;   
3.   public void add(int count){   
4.        a=a+count;   
5.   }   
6. }  

        當(dāng)一個(gè)VolatileTest對(duì)象被多個(gè)線程共享，a的值不一定是正確的，因?yàn)閍=a+count包含了好幾步操作，而此時(shí)多個(gè)線程的執(zhí)行是無序的，因?yàn)闆]有任何機(jī)制來保證多個(gè)線程的執(zhí)行有序性和原子性。volatile存在的意義是，任何線程對(duì)a的修改，都會(huì)馬上被其他線程讀取到，因?yàn)橹苯硬僮髦鞔妫瑳]有線程對(duì)工作內(nèi)存和主存的同步。所以，volatile的使用場(chǎng)景是有限的，在有限的一些情形下可以使用 volatile 變量替代鎖。要使 volatile 變量提供理想的線程安全,必須同時(shí)滿足下面兩個(gè)條件:
1)對(duì)變量的寫操作不依賴于當(dāng)前值。
2)該變量沒有包含在具有其他變量的不變式中
volatile只保證了可見性，所以Volatile適合直接賦值的場(chǎng)景，如

Java代碼  

1. public class VolatileTest{   
2.   public volatile int a;   
3.   public void setA(int a){   
4.       this.a=a;   
5.   }   
6. }  

在沒有volatile聲明時(shí)，多線程環(huán) 境下，a的最終值不一定是正確的，因?yàn)閠his.a=a;涉及到給a賦值和將a同步回主存的步驟，這個(gè)順序可能被打亂。如果用volatile聲明了，讀 取主存副本到工作內(nèi)存和同步a到主存的步驟，相當(dāng)于是一個(gè)原子操作。所以簡(jiǎn)單來說，volatile適合這種場(chǎng)景：一個(gè)變量被多個(gè)線程共享，線程直接給這個(gè)變量賦值。這是一種很簡(jiǎn)單的同步場(chǎng)景，這時(shí)候使用volatile的開銷將會(huì)非常小。站內(nèi)很多人都問我，所謂線程的“工作內(nèi)存”到底是個(gè)什么東西？有的人認(rèn)為是線程的棧，其實(shí)這種理解是不正確的。看看JLS（java語言規(guī)范）對(duì)線程工作內(nèi)存的描述，線程的working memory只是cpu的寄存器和高速緩存的抽象描述。

      可能 很 多人都覺得莫名其妙，說JVM的內(nèi)存模型，怎么會(huì)扯到cpu上去呢？在此，我認(rèn)為很有必要闡述下，免得很多人看得不明不白的。先拋開java虛擬機(jī)不談， 我們都知道，現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)，cpu在計(jì)算的時(shí)候，并不總是從內(nèi)存讀取數(shù)據(jù)，它的數(shù)據(jù)讀取順序優(yōu)先級(jí)是：寄存器－高速緩存－內(nèi)存。線程耗費(fèi)的是CPU，線程 計(jì)算的時(shí)候，原始的數(shù)據(jù)來自內(nèi)存，在計(jì)算過程中，有些數(shù)據(jù)可能被頻繁讀取，這些數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在寄存器和高速緩存中，當(dāng)線程計(jì)算完后，這些緩存的數(shù)據(jù)在適當(dāng)?shù)?時(shí)候應(yīng)該寫回內(nèi)存。當(dāng)個(gè)多個(gè)線程同時(shí)讀寫某個(gè)內(nèi)存數(shù)據(jù)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生多線程并發(fā)問題，涉及到三個(gè)特性：原子性，有序性，可見性。在《線程安全總結(jié)》這篇文章 中，為了理解方便，我把原子性和有序性統(tǒng)一叫做“多線程執(zhí)行有序性”。支持多線程的平臺(tái)都會(huì)面臨這種問題，運(yùn)行在多線程平臺(tái)上支持多線程的語言應(yīng)該提供解 決該問題的方案。

       那么，我們看看JVM，JVM是一個(gè)虛擬的計(jì)算機(jī)，它也會(huì)面臨多線程并發(fā)問題，java程序運(yùn)行在java虛擬機(jī)平臺(tái)上，java程序員不可能直接去控制底層線程對(duì)寄存器高速緩存內(nèi)存之間的同步，那么java從語法層面，應(yīng)該給開發(fā)人員提供一種解決方案，這個(gè)方案就是諸如 synchronized, volatile,鎖機(jī)制（如同步塊，就緒隊(duì)列，阻塞隊(duì)列）等等。這些方案只是語法層面的，但我們要從本質(zhì)上去理解它，不能僅僅知道一個(gè) synchronized 可以保證同步就完了。   在這里我說的是jvm的內(nèi)存模型，是動(dòng)態(tài)的，面向多線程并發(fā)的，沿襲JSL的“working memory”的說法，只是不想牽扯到太多底層細(xì)節(jié)，因?yàn)?/span> 《線程安全總結(jié)》這篇文章意在說明怎樣從語法層面去理解java的線程同步，知道各個(gè)關(guān)鍵字的使用場(chǎng)景。

      今 天有人問我，那java的線程不是有棧嗎？難道棧不是工作內(nèi)存嗎？工作內(nèi)存這四個(gè)字得放到具體的場(chǎng)景中描述，方能體現(xiàn)它具體的意義，在描述JVM的線程同 步時(shí)，工作內(nèi)存指的是寄存器和告訴緩存的抽象描述，具體請(qǐng)自行參閱JLS。上面講的都是動(dòng)態(tài)的內(nèi)存模型，甚至已經(jīng)超越了JVM的范圍，那么JVM的內(nèi)存靜 態(tài)存儲(chǔ)是怎么劃分的？今天還有人問我，jvm的內(nèi)存模型不是有eden區(qū)嗎？也不見你提起。我跟他說，這是兩個(gè)角度去看的，甚至是兩個(gè)不同的范圍，動(dòng)態(tài)的 線程同步的內(nèi)存模型，涵蓋了cpu，寄存器，高速緩存，內(nèi)存；JVM的靜態(tài)內(nèi)存儲(chǔ)模型只是一種對(duì)內(nèi)存的物理劃分而已，它只局限在內(nèi)存，而且只局限在JVM 的內(nèi)存。那些什么線程棧，eden區(qū)都僅僅在JVM內(nèi)存。

      說說JVM的線程棧和有個(gè)朋友反復(fù)跟我糾結(jié)的eden區(qū)吧。JVM的內(nèi)存，被劃分了很多的區(qū)域：

1.程序計(jì)數(shù)器
每一個(gè)Java線程都有一個(gè)程序計(jì)數(shù)器來用于保存程序執(zhí)行到當(dāng)前方法的哪一個(gè)指令。
2.線程棧
線 程的每個(gè)方法被執(zhí)行的時(shí)候，都會(huì)同時(shí)創(chuàng)建一個(gè)幀（Frame）用于存儲(chǔ)本地變量表、操作棧、動(dòng)態(tài)鏈接、方法出入口等信息。每一個(gè)方法的調(diào)用至完成，就意味 著一個(gè)幀在VM棧中的入棧至出棧的過程。如果線程請(qǐng)求的棧深度大于虛擬機(jī)所允許的深度，將拋出StackOverflowError異常；如果VM棧可以 動(dòng)態(tài)擴(kuò)展（VM Spec中允許固定長(zhǎng)度的VM棧），當(dāng)擴(kuò)展時(shí)無法申請(qǐng)到足夠內(nèi)存則拋出OutOfMemoryError異常。
3.本地方法棧
4.堆
每 個(gè)線程的棧都是該線程私有的，堆則是所有線程共享的。當(dāng)我們new一個(gè)對(duì)象時(shí)，該對(duì)象就被分配到了堆中。但是堆，并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的概念，堆區(qū)又劃分了很多 區(qū)域，為什么堆劃分成這么多區(qū)域，這是為了JVM的內(nèi)存垃圾收集，似乎越扯越遠(yuǎn)了，扯到垃圾收集了，現(xiàn)在的jvm的gc都是按代收集，堆區(qū)大致被分為三大 塊：新生代，舊生代，持久代（虛擬的）；新生代又分為eden區(qū)，s0區(qū)，s1區(qū)。新建一個(gè)對(duì)象時(shí)，基本小的對(duì)象，生命周期短的對(duì)象都會(huì)放在新生代的 eden區(qū)中，eden區(qū)滿時(shí)，有一個(gè)小范圍的gc（minor gc），整個(gè)新生代滿時(shí)，會(huì)有一個(gè)大范圍的gc（major gc），將新生代里的部分對(duì)象轉(zhuǎn)到舊生代里。
5.方法區(qū)
其 實(shí)就是永久代（Permanent Generation），方法區(qū)中存放了每個(gè)Class的結(jié)構(gòu)信息，包括常量池、字段描述、方法描述等等。VM Space描述中對(duì)這個(gè)區(qū)域的限制非常寬松，除了和Java堆一樣不需要連續(xù)的內(nèi)存，也可以選擇固定大小或者可擴(kuò)展外，甚至可以選擇不實(shí)現(xiàn)垃圾收集。相對(duì) 來說，垃圾收集行為在這個(gè)區(qū)域是相對(duì)比較少發(fā)生的，但并不是某些描述那樣永久代不會(huì)發(fā)生GC（至 少對(duì)當(dāng)前主流的商業(yè)JVM實(shí)現(xiàn)來說是如此），這里的GC主要是對(duì)常量池的回收和對(duì)類的卸載，雖然回收的“成績(jī)”一般也比較差強(qiáng)人意，尤其是類卸載，條件相 當(dāng)苛刻。
6.常量池
 Class 文件中除了有類的版本、字段、方法、接口等描述等信息外，還有一項(xiàng)信息是常量表(constant_pool table)，用于存放編譯期已可知的常量，這部分內(nèi)容將在類加載后進(jìn)入方法區(qū)（永久代）存放。但是Java語言并不要求常量一定只有編譯期預(yù)置入 Class的常量表的內(nèi)容才能進(jìn)入方法區(qū)常量池，運(yùn)行期間也可將新內(nèi)容放入常量池（最典型的String.intern()方法）。

關(guān)于垃圾收集，在此不多說，流到垃圾收集那一章再 詳細(xì)說吧。關(guān)于java的同步，其實(shí)還有基于CPU原語的比較并交換的非阻塞算法（CAS），不過這個(gè)在java的并發(fā)包里已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了很多，因此關(guān)于這 點(diǎn)，就留到j(luò)ava并發(fā)包那一章介紹吧。后面我會(huì)專門寫一篇文章，JVM內(nèi)存與垃圾收集。