JVM学习笔记——java内存模型

 2019-12-10 11:25  阅读(800)
文章分类:Java Core

概述

JVM规范希望定义一套java内存模型(java memory model,JMM),使得java程序在不同的硬件平台下面都能展现出一致的内存访问机制。
java内存模型规定所有变量保存在主内存中,每个线程有自己的工作内存。线程的工作内存中保存了该线程使用到的变量的主内存拷贝,线程对变量的所有操作都必须在工作内存中进行,而不能直接读写主内存中的变量。不同的线程之间无法直接访问对方的工作内存,需通过主内存才能进行变量的传递。java内存模型围绕原子性有序性可见性三个方面展开。
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内存间交互操作

关于变量在工作内存和主内存之间的传递,java内存模型定义了以下8种原子操作:

  1. lock:作用于主内存变量
  2. unlock:作用于主内存变量
  3. read:作用于主内存变量
  4. load:作用于工作内存变量
  5. use:作用工作内存变量
  6. assign:作用于工作内存变量
  7. store:作用于工作内存变量
  8. write:作用于主内存变量
    JVM保证了以上8种操作的原子性。这8种操作还有一些特殊的规则:

volatile变量保证了可见性与有序性,volatile变量的操作也需要遵循一些特殊的规则:

先行发生原则:

基于栈的指令

JVM指令是基于栈的指令架构,与之相对的是基于寄存器的指令,如x86平台。基于栈的指令集的优点是可移植,缺点是执行速度慢。
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下面的基于栈的指令例子中,也有load、store等操作,这些属于工作内存中的操作,与内存之间的那8种原子操作不一样。
我们可以使用javap -c去获取java代码的字节码。字节码是运行在JVM上的指令。我们翻译一段简单的程序。看看基于栈的指令是如何工作的。

public int calc() {
        int a = 100;
        int b = 200;
        int c = 300;
        return (a+b)*c;
    }

public int calc();
        Code:
           0: bipush        100
           2: istore_1
           3: sipush        200
           6: istore_2
           7: sipush        300
          10: istore_3
          11: iload_1
          12: iload_2
          13: iadd
          14: iload_3
          15: imul
          16: ireturn

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volatile的JVM指令

我试着去比较带volatile的程序和不带volatile的程序,javap之后显示,它们的字节码是没有区别的。如果我们再深入一层去看JIT之后的跟CPU强相关的指令,应该会发现不同。

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