【JVM】JVM内存结构 VS Java内存模型 VS Java对象模型

原文:JVM内存结构 VS Java内存模型 VS Java对象模型

Java做为一种面向对象的，跨平台语言，其对象、内存等一直是比较难的知识点。并且不少概念的名称看起来又那么类似，不少人会傻傻分不清楚。好比本文咱们要讨论的JVM内存结构、Java内存模型和Java对象模型，这就是三个大相径庭的概念，可是不少人容易弄混。

能够这样说，不少高级开发甚至都搞不不清楚JVM内存结构、Java内存模型和Java对象模型这三者的概念及其间的区别。甚至我见过有些面试官本身也搞的不是太清楚。不信的话，你去网上搜索Java内存模型，还会有不少文章的内容其实介绍的是JVM内存结构。
首先，这三个概念是彻底不一样的三个概念。本文主要对这三个概念加以区分以及简单介绍。其中每个知识点均可以单独写一篇文章，本文并不会深刻介绍。

JVM内存结构

咱们都知道，Java代码是要运行在虚拟机上的，而虚拟机在执行Java程序的过程当中会把所管理的内存划分为若干个不一样的数据区域，这些区域都有各自的用途。
其中有些区域随着虚拟机进程的启动而存在，而有些区域则依赖用户线程的启动和结束而创建和销毁。在《Java虚拟机规范（Java SE 8）》中描述了JVM运行时内存区域结构以下：

各个区域的功能不是本文重点，就不在这里详细介绍了。这里简单提几个须要特别注意的点：

一、以上是Java虚拟机规范，不一样的虚拟机实现会各有不一样，可是通常会遵照规范。

二、规范中定义的方法区，只是一种概念上的区域，并说明了其应该具备什么功能。可是并无规定这个区域到底应该处于何处。因此，对于不一样的虚拟机实现来讲，是有必定的自由度的。

三、不一样版本的方法区所处位置不一样，上图中划分的是逻辑区域，并非绝对意义上的物理区域。由于某些版本的JDK中方法区实际上是在堆中实现的。

四、运行时常量池用于存放编译期生成的各类字面量和符号应用。可是，Java语言并不要求常量只有在编译期才能产生。好比在运行期，String.intern也会把新的常量放入池中。

五、除了以上介绍的JVM运行时内存外，还有一块内存区域可供使用，那就是直接内存。Java虚拟机规范并无定义这块内存区域，因此他并不禁JVM管理，是利用本地方法库直接在堆外申请的内存区域。

六、堆和栈的数据划分也不是绝对的，如HotSpot的JIT会针对对象分配作相应的优化。

如上，作个总结，JVM内存结构，由Java虚拟机规范定义。描述的是Java程序执行过程当中，由JVM管理的不一样数据区域。各个区域有其特定的功能。

Java内存模型

Java内存模型看上去和Java内存结构（JVM内存结构）差很少，不少人会误觉得二者是一回事儿，这也就致使面试过程当中常常答非所为。
在前面的关于JVM的内存结构的图中，咱们能够看到，其中Java堆和方法区的区域是多个线程共享的数据区域。也就是说，多个线程可能能够操做保存在堆或者方法区中的同一个数据。这也就是咱们常说的“Java的线程间经过共享内存进行通讯”。

Java内存模型是根据英文Java Memory Model（JMM）翻译过来的。其实JMM并不像JVM内存结构同样是真实存在的。他只是一个抽象的概念。JSR-133: Java Memory Model and Thread Specification 中描述了，JMM是和多线程相关的，他描述了一组规则或规范，这个规范定义了一个线程对共享变量的写入时对另外一个线程是可见的。

那么，简单总结下，Java的多线程之间是经过共享内存进行通讯的，而因为采用共享内存进行通讯，在通讯过程当中会存在一系列如可见性、原子性、顺序性等问题，而JMM就是围绕着多线程通讯以及与其相关的一系列特性而创建的模型。JMM定义了一些语法集，这些语法集映射到Java语言中就是volatile、synchronized等关键字。

在JMM中，咱们把多个线程间通讯的共享内存称之为主内存，而在并发编程中多个线程都维护了一个本身的本地内存（这是个抽象概念），其中保存的数据是主内存中的数据拷贝。而JMM主要是控制本地内存和主内存之间的数据交互的。

在Java中，JMM是一个很是重要的概念，正是因为有了JMM，Java的并发编程才能避免不少问题。这里就不对Java内存模型作更加详细的介绍了，想了解更多的朋友能够参考《Java并发编程的艺术》。

Java对象模型

Java是一种面向对象的语言，而Java对象在JVM中的存储也是有必定的结构的。而这个关于Java对象自身的存储模型称之为Java对象模型。
HotSpot虚拟机中，设计了一个OOP-Klass Model。OOP（Ordinary Object Pointer）指的是普通对象指针，而Klass用来描述对象实例的具体类型。

每个Java类，在被JVM加载的时候，JVM会给这个类建立一个instanceKlass，保存在方法区，用来在JVM层表示该Java类。当咱们在Java代码中，使用new建立一个对象的时候，JVM会建立一个instanceOopDesc对象，这个对象中包含了对象头以及实例数据。

这就是一个简单的Java对象的OOP-Klass模型，即Java对象模型。

总结

咱们再来区分下JVM内存结构、 Java内存模型 以及 Java对象模型 三个概念。
JVM内存结构，和Java虚拟机的运行时区域有关。
Java内存模型，和Java的并发编程有关。
Java对象模型，和Java对象在虚拟机中的表现形式有关。

关于这三部份内容，本文并未分别展开，由于涉及到的知识点实在太多，若是读者感兴趣，能够自行学习。

最后，这三个概念很是重要，必定要严格区分开，千万不要在面试中出现答非所为的状况。